成膜方法
成膜方法
【专利摘要】本发明提供成膜方法。该成膜方法所使用的成膜装置包括：旋转台；第1处理区域；第2处理区域；以及分离区域。该成膜方法包括以下工序：第1工序：在自第1气体供给部和分离气体供给部供给分离气体、自第2气体供给部供给氧化气体的状态下，使旋转台旋转至少一周；第2工序：在自第1气体供给部供给含有规定的元素的反应气体、自第2气体供给部供给氧化气体、自分离气体供给部供给分离气体的状态下，使旋转台旋转规定周数，从而在基板上形成含有规定的元素的氧化膜；第3工序：在自第1气体供给部和分离气体供给部供给分离气体、自第2气体供给部供给氧化气体的状态下，使旋转台旋转至少一周。
【专利说明】成膜方法
[0001]本发明将2012年12月21日申请的日本专利申请2012-279920号作为主张优先权的基础申请，在此，基于该基础申请主张优先权,并将其全部内容通过参照引入到本发明中。
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种成膜方法，尤其是涉及形成氧化膜或者氮化膜的成膜方法。
【背景技术】[0003]半导体集成电路(1C、Integrated Circuit)的制造工艺中，有在半导体晶圆上形成薄膜的工序。在该工序中，从IC的进一步微细化的角度考虑，要求提高晶圆面内的均匀性。作为能应对这样的要求的成膜方法，希望采用被称为原子层成膜(ALD、Atomic LayerDeposition)法或者分子层成膜(MLD、Molecular Layer Deposition)法的成膜方法。在ALD法中，通过反复进行使彼此会发生反应的两种反应气体中的I种反应气体(反应气体A)吸附于晶圆表面、再使该吸附的反应气体与另一种反应气体(反应气体B)发生反应的循环，将由反应生成物构成的薄膜形成在晶圆表面。ALD法因为利用反应气体向晶圆表面的吸附而具有在膜厚均匀性和膜厚控制性方面优异这种优点。
[0004]作为用于实施ALD法的成膜装置，具有日本特许4661990号所记载的所谓的旋转台式的成膜装置。该成膜装置具有:旋转台，其能旋转地配置于真空容器内，用于载置多个晶圆；分离区域，其用于将在旋转台的上方划分出来的反应气体A的供给区域和反应气体B的供给区域分离开；排气口，其被设置为与反应气体A的供给区域和反应气体B的供给区域相对应；以及排气装置，其连接于上述排气口。在这样的成膜装置中，借助旋转台的旋转，晶圆会经过反应气体A的供给区域、分离区域、反应气体B的供给区域以及分离区域。由此，在反应气体A的供给区域内，反应气体A吸附于晶圆表面，在反应气体B的供给区域内，反应气体A与反应气体B在晶圆表面发生反应。因此，在成膜过程中无需在反应气体A和反应气体B之间进行切换，从而能进行持续供给。因而，具有不需要排气/吹扫工序而能缩短成膜时间这种优点。
[0005]在使用上述旋转台式的成膜装置形成含有规定的元素的氧化膜的情况下，如果将反应气体A作为包含上述规定的元素的反应气体(例如，含有硅的硅系气体等)、并将反应气体B作为臭氧等氧化气体，则能够形成含有规定的元素的氧化膜。在该情况下，含有规定的元素的气体(反应气体A)首先吸附于晶圆的表面，在该状态下供给氧化气体(反应气体B)，反应气体A和反应气体B在晶圆的表面上发生反应，形成含有规定的元素的氧化膜的分子层。如此，含有规定的元素的反应气体首先吸附在晶圆的表面上，接着在晶圆表面上与氧化气体发生反应，由此在晶圆表面上形成含有规定的元素的氧化膜。
[0006]在使用上述的旋转台式的成膜装置并利用上述那样的成膜方法在多个晶圆表面上形成含有规定的元素的氧化膜的情况下，因为晶圆沿着旋转台的周向配置有多张，当同时供给反应气体A (含有元素的气体)和反应气体B (氧化气体)而开始成膜工艺时，对于沿圆周方向配置的多个晶圆并不限于全部被自反应气体A开始供给气体，会产生被自反应气体A开始供给气体的晶圆和被自反应气体B开始供给气体的晶圆。这样一来，存在如下的问题:会产生在被氧化后才开始成膜工艺的晶圆和未被氧化而直接开始成膜工艺的晶圆，无法在多个晶圆间进行均匀的成膜，从而会产生晶圆间的成膜不均衡。
[0007]此外，若在成膜工艺结束时反应气体A和反应气体B的供给也同时停止，则存在如下的问题:会产生只被供给了反应气体A而在表面吸附有反应气体A的状态下结束成膜工艺的晶圆以及也被供给了反应气体B而在表面形成有氧化膜的状态下结束成膜工艺的晶圆，从而仍然会产生晶圆间的成膜的不均衡。
[0008]而且，在氮化膜的成膜工艺中，也同样地存在会发生该问题的问题。
【发明内容】
[0009]本发明的实施例的目的在于提供一种新颖并且有用的成膜方法。
[0010]根据本发明的一个技术方案，提供一种成膜方法，在该成膜方法中使用成膜装置在多个基板上形成含有规定元素的氧化膜，该成膜装置包括:旋转台，其能旋转地收容于腔室内，具有能够将多个基板载置于上表面的载置部；第I处理区域，其被划分在上述旋转台的上述上表面的上方，具有用于向上述旋转台的上述上表面供给气体的第I气体供给部；第2处理区域，其配置为沿着上述旋转台的周向与上述第I处理区域分开，具有用于向上述旋转台的上述上表面供给气体的第2气体供给部；以及分离区域，其设置于上述第I处理区域和上述第2处理区域之间，具有分离气体供给部和顶面，该分离气体供给部用于向上述旋转台的上述上表面供给分离气体，该顶面与上述旋转台的上述上表面之间形成有用于将来自该分离气体供给部的上述分离气体向上述第I处理区域和上述第2处理区域引导的狭窄的空间，其中，该成膜方法包括以下工序--第I工序:在自上述第I气体供给部和上述分离气体供给部供 给上述分离气体、自上述第2气体供给部供给氧化气体的状态下，使上述旋转台旋转至少一周；第2工序:在自上述第I气体供给部供给含有上述规定的元素的反应气体、自上述第2气体供给部供给上述氧化气体、自上述分离气体供给部供给上述分离气体的状态下，使上述旋转台旋转规定周数，从而在上述基板上形成含有上述规定的元素的氧化膜；以及第3工序:在自上述第I气体供给部和上述分离气体供给部供给上述分离气体、自上述第2气体供给部供给上述氧化气体的状态下，使上述旋转台旋转至少一周。
[0011]根据本发明的另一个技术方案，提供一种成膜方法，在该成膜方法中使用成膜装置在多个基板上形成含有规定元素的氮化膜，该成膜装置包括:旋转台，其能旋转地收容于腔室内，具有能够将多个基板载置于上表面的载置部?’第I处理区域，其被划分在上述旋转台的上述上表面的上方，具有用于向上述旋转台的上述上表面供给气体的第I气体供给部；第2处理区域，其配置为沿着上述旋转台的周向与上述第I处理区域分开，具有用于向上述旋转台的上述上表面供给气体的第2气体供给部；以及分离区域，其设置于上述第I处理区域和上述第2处理区域之间，具有分离气体供给部和顶面，该分离气体供给部用于向上述旋转台的上述上表面供给分离气体，该顶面与上述旋转台的上述上表面之间形成有用于将来自该分离气体供给部的上述分离气体向上述第I处理区域和上述第2处理区域引导的狭窄的空间，其中，该成膜方法包括如下工序--第I工序:在自上述第I气体供给部和上述分离气体供给部供给上述分离气体、自上述第2气体供给部供给氮化气体的状态下，使上述旋转台旋转至少一周；第2工序:在自上述第I气体供给部供给含有上述规定的元素的反应气体、自上述第2气体供给部供给上述氮化气体、自上述分离气体供给部供给上述分离气体的状态下，使上述旋转台旋转规定周数，从而在上述基板上形成含有上述规定的元素的氮化膜；以及第3工序:在自上述第I气体供给部和上述分离气体供给部供给上述分离气体、自上述第2气体供给部供给上述氮化气体的状态下，使上述旋转台旋转至少一周。
[0012]此外，本发明的目的和优点的一部分记载于说明书中，另一部分是根据说明书显而易见的。本发明的目的和优点能够利用附加的权利要求所特别指出的要素及这些要素的组合来实现并达成。上述的一般性记载和下述的详细说明是作为例子来进行说明的，并非用于限定要求保护的本发明。
[0013]采用本发明，能够使多个晶圆之间的成膜的均匀性提高。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是表示适用于实施本发明的实施方式的成膜方法的成膜装置的剖视图。
[0015]图2是表示图1的成膜装置的真空容器内的构造的立体图。
[0016]图3是表示图1的成膜装置的真空容器内的构造的概略俯视图。
[0017]图4是包含反应气体喷嘴和分离气体喷嘴的图1的成膜装置的局部剖视图。 [0018]图5是表示包含顶面的图1的成膜装置的另一局部剖视图。
[0019]图6A和图6B是表不本发明的实施方式I的成膜方法一例的序列图。图6A是使用旋转台2表示实施方式I的成膜方法的一例的序列的图。图6B是使用时序图表示实施方式I的成膜方法的一例的图。
[0020]图7是作为比较例表示成膜方法的一例的图。
[0021]图8A和图8B是表示本发明的实施方式2的成膜方法的一例的序列图。图8A是使用旋转台2表示实施方式2的成膜方法的一例的序列的图。图SB是使用时序图表示实施方式2的成膜方法的一例的图。
【具体实施方式】
[0022]下面，参照【专利附图】
【附图说明】用于实施本发明的实施方式。
[0023]此外，在下面的实施例中，下述的附图标记典型地表示上述要素。
[0024]此外,在所有的附图中，对于相同或者对应的构件或者零件,标注相同或者对应的附图标记，省略重复的说明。此外，在附图中，不以表示构件或者零件间的相对比例为目的，因此，对于具体的尺寸，应由本领域技术人员参照下面的非限定性的实施方式来决定。
[0025](实施方式I)
[0026](成膜装置)
[0027]首先，使用图1至图3说明适用于实施本发明的实施方式I的成膜方法的成膜装置。
[0028]图1是表示适用于实施本发明的实施方式的成膜方法的成膜装置的剖视图。图2是表示图1的成膜装置的真空容器内的构造的立体图。此外，图3是表示图1的成膜装置的真空容器内的构造的概略俯视图。[0029]参照图1至图3，实施方式I的成膜装置包括:扁平的腔室1，其具有大致圆形的俯视形状；以及旋转台2，其设置在该腔室I内，在腔室I的中心具有旋转中心。腔室I具有:容器主体12，其具有有底的圆筒形状；顶板11，其夹着例如O型密封圈等密封构件13 (图1)气密地且可装卸地配置于容器主体12的上表面。
[0030]旋转台2在中心部固定于圆筒形状的芯部21，该芯部21固定于沿铅垂方向延伸的旋转轴22的上端。旋转轴22贯穿腔室I的底部14，其下端安装于用于使旋转轴22 (图1)绕铅垂轴线旋转的驱动部23。旋转轴22以及驱动部23收纳在上表面开口的筒状的壳体20内。该壳体20的设置在其上表面上的凸缘部分气密地安装于腔室I的底部14的下表面，将壳体20的内部气氛与外部气氛分隔离开。
[0031]此外，在腔室I内的外缘部设置有排气口 610，并与排气部630连通。排气部630经由压力调整器650与真空泵640连接，构成为腔室I内能自排气口 610排气。
[0032]在旋转台2的表面上如图2及图3所示那样沿着旋转方向(周向)设有多个(图示的例子为5个)圆形的凹部24,该凹部24用于载置半导体晶圆(下面称为“晶圆”)W。此外，在图3中为了方便仅在I个凹部24中表示晶圆W。该凹部24具有比晶圆W的直径(例如300mm)稍微大(例如大2mm)的内径以及与晶圆W的厚度大致相等的深度。因此，在将晶圆W载置于凹部24时，晶圆W的表面与旋转台2的表面(不载置晶圆W的区域)大致等高。
[0033]图2及图3是用于说明腔室I内的构造的图，为了便于说明，省略顶板11的图示。如图2及图3所示，在旋转台2的上方，配置有分别由例如石英构成的反应气体喷嘴31、反应气体喷嘴32以及分尚气体喷嘴41、42。在图不的例子中，在腔室I的周向上隔开间隔地自输送口 15 (后述)起沿顺时针方向(旋转`台2的旋转方向)依次配置有分离气体喷嘴41、反应气体喷嘴31、分离气体喷嘴42以及反应气体喷嘴32。通过将上述喷嘴31、32、41、42的作为各自的基端部的气体导入部31a、32a、41a、42a (图3)固定于容器主体12的外周壁上，将上述喷嘴31、32、41、42自腔室I的外周壁导入腔室I内，并安装为沿着容器主体12的半径方向与旋转台2平行地延伸。
[0034]用于存储第I反应气体的第I反应气体供给源经由开闭阀、流量调整器(均未图示)与反应气体喷嘴31连接，用于存储与第I反应气体反应的第2反应气体的第2反应气体供给源经由开闭阀、流量调整器(均未图示)与反应气体喷嘴32连接。
[0035]在这里，第I反应气体优选含有金属元素或者半导体元素的气体，选择在变成氧化物或者氮化物时能用作氧化膜或者氮化膜的第I反应气体。对于第2反应气体，选择与金属元素或者半导体元素反应而能生成金属氧化物或者半导体氧化物的氧化气体、或者与金属元素或者半导体元素反应而能生成金属氮化物或者半导体氮化物的氮化气体。具体而言，第I反应气体优选含有金属元素(或者半导体元素)的有机金属(或者半导体)气体。此外，作为第I反应气体，优选相对于晶圆W的表面具有吸附性的气体。作为第2反应气体，优选能与吸附于晶圆W的表面的第I反应气体进行氧化反应或者氮化反应而使反应化合物沉积在晶圆W的表面的氧化气体或氮化气体。
[0036]具体而言，例如，作为第I反应气体，可以是作为含有铪元素的反应气体的、用于形成作为氧化膜的HfO (统称为“HfO”，也可以包含HfO2)的四(二甲基氨基)铪(以下，称为“TDMAH”)，可以是作为含钛元素的反应气体的、用于形成作为氮化膜的TiN的TiCl4等。此外，作为第2反应气体,可以使用例如臭氧气体(O3)作为氧化气体,也可以使用例如氨气(NH3)作为氮化气体。
[0037]此外，Ar、He等稀有气体、氮气(N2)等非活性气体的供给源经由开闭阀和流量调整器(均未图示)与分离气体喷嘴41、42连接。在本实施方式中，使用氮气作为非活性气体。
[0038]图4是包含反应喷嘴31、32和分离气体的图1的成膜装置的局部剖视图。如图4所示，在反应气体喷嘴31、32上沿着反应气体喷嘴31、32的长度方向隔开例如IOmm间隔地排列有朝向旋转台2地朝下方开口的多个气体喷出孔33。如图3所示，反应气体喷嘴31的下方区域成为用于使第I反应气体吸附于晶圆W的第I处理区域P1。反应气体喷嘴32的下方区域成为用于使在第I处理区域Pl中吸附于晶圆W的第I反应气体氧化或者氮化的第2处理区域P2。此外，分离气体喷嘴41、42的下方区域成为用于将第I处理区域Pl和第2处理区域P2分隔开而防止第I反应气体和第2反应气体混合的分离区域D。
[0039]参照图2及图3，在腔室I内设有两个凸状部4。凸状部4具有顶部被切割为圆弧状的大致扇形的俯视形状，在本实施方式中，凸状部4的内圆弧与突出部5 (后述)连结，凸状部4的外圆弧以沿着腔室I的容器主体12的内周面的方式配置。
[0040]图4是表示腔室I的从反应气体喷嘴31到反应气体喷嘴32为止的、沿着旋转台2的同心圆的剖面。如图示那样，凸状部4安装于顶板11背面。因此，在腔室I内存在作为凸状部4的下表面的平坦的较低的顶面44 (第I顶面)和位于该顶面44的周向两侧的、t匕顶面44高的顶面45 (第2顶面)。
[0041]此外，如图4所示，在凸状部4的周向中央部分形成有槽部43，槽部43沿旋转台2的半径方向延伸。在该槽部43中收纳有分离气体喷嘴42。另一个凸状部4也同样形成有槽部43，且在该槽部中收纳有分离气体喷嘴41。此外，在图4中表示有形成于分离气体喷嘴42的气体喷出孔42h。气体 喷出孔42h沿分离气体喷嘴42的长度方向隔开规定的间隔(例如IOmm)地形成多个。此外，气体喷出孔的开口直径为例如0.3mm到1.0mm。虽然省略图示,但分离气体喷嘴41也同样形成有气体喷出孔。
[0042]在较高的顶面45的下方的空间中分别设置有反应气体喷嘴31、32。上述反应气体喷嘴31、32与顶面45分开地设置在晶圆W附近。此外，为了便于说明，在图4中，设置有反应气体喷嘴31的、较高的顶面45的下方的空间用空间481表示，设置有反应气体喷嘴32的、较高的顶面45的下方的空间用空间482表示。
[0043]较低的顶面44与旋转台2之间形成有作为狭小的空间的分离空间H。自分离气体喷嘴42供给氮气时，该氮气通过分离空间H向空间481和空间482流动。此时，因为分离空间H的容积比空间481的容积和空间482的容积小，因此能够利用氮气使分离空间H的压力比空间481的压力和空间482的压力要高。即，分离空间H在空间481和空间482之间提供压力障壁的作用。而且，自分离空间H向空间481和空间482流出的氮气相对于来自第I处理区域Pl的第I反应气体以及来自第2处理区域P2的第2反应气体(氧化气体或者氮化气体)作为对流而起作用。因此，来自第I处理区域Pl的第I反应气体以及来自第2处理区域P2的第2反应气体能够被分离空间H分离开。因此，能够抑制第I反应气体与氧化气体或者氮化气体在腔室I内混合而发生反应。
[0044]另外，考虑到成膜时的腔室I内的压力、旋转台2的转速、供给的分离气体(氮气)的供给量等，优选将顶面44距旋转台2的上表面的高度hi设定为适于使分离空间H的压力比空间481的压力和空间482的压力大的高度。[0045]再次参照图1至图3，在顶板11的下表面以包围用于固定旋转台2的芯部21的外周的方式设置有突出部5。在本实施方式中，该突出部5与凸状部4的靠旋转中心侧的部位连续，并且该突出部5的下表面形成为与顶面44等高。
[0046]之前参照的图1是图3的I 一 I ’剖视图，表示设有顶面45的区域，而图5是表示设有顶面44的区域的局部剖视图。如图5所示，在大致扇形的凸状部4的周缘部(靠腔室I的外缘侧的部位)，形成有以与旋转台2的外端面相对的方式呈L字形弯曲的弯曲部46。该弯曲部46在旋转台2与容器主体12的内周面之间的空间中通过，抑制气体在空间481和空间482之间流通。扇形的凸状部4设置于顶板11，顶板11能够自容器主体12取下，因此弯曲部46的外周面与容器主体12之间稍有间隙。弯曲部46的内周面与旋转台2的外端面之间的间隙、以及弯曲部46的外周面与容器主体12之间的间隙例如设定为与顶面44的距旋转台2的上表面的高度相同的尺寸。
[0047]再次参照图3，在旋转台2与容器主体的内周面之间形成有与空间481连通的第I排气口 610、与空间482连通的第2排气口 620。第I排气口 610和第2排气口 620如图1所示，分别借助各排气管630与作为真空排气部件的例如真空泵640连接。
[0048]在旋转台2与腔室I的底部14之间的空间中，如图1和图5所示，设有作为加热部件的加热单元7，加热单元7隔着旋转台2将旋转台2上的晶圆W加热至由工艺制程程序决定的温度(例如450°C)。在旋转台2的周缘附近的下方侧，为了抑制气体向旋转台2的下方的空间的进入而设有环状的套构件71。如图5所示，该套构件71包括:内侧构件71a，其以自下方侧与旋转台2的外缘部及比旋转台2的外缘部靠外周侧的部位面对的方式设置；以及外侧构件71b，其设在该内侧构件71a与腔室I的内壁面之间。外侧构件71b设置为在形成在凸状部4的外缘部的弯曲部46的下方与弯曲部46接近，内侧构件71a在旋转台2的外缘部下方(以及比旋转台2的外缘部稍靠外侧的部分的下方)围绕加热单元7的整周。 [0049]如图1所示，底部14中的比配置有加热单元7的空间靠旋转中心的部位以接近芯部21中的位于旋转台2的下表面的中心部附近的部分的方式向上方侧突出而构成了突出部12a。该突出部12a与芯部21之间构成狭窄空间。另外，供旋转轴22贯穿底部14的通孔的内周面与旋转轴22之间的间隙狭窄，上述狭窄空间与壳体20连通。而且，在壳体20上设有用于向狭窄空间供给作为吹扫气体的氮气来进行吹扫的吹扫气体供给管72。而且，在腔室I的底部14上，在加热单元7的下方沿周向以规定的角度间隔设有用于吹扫加热单元7的配置空间的多个吹扫气体供给管73 (图5中表示了一个吹扫气体供给管)。并且，在加热单元7和旋转台2之间设置有沿整个周向覆盖自外侧构件71b的内周壁(内侧构件71a的上表面)到突出部12a的上端部之间的空间的盖构件7a，以便抑制气体向设有加热器单元7的区域进入。盖构件7a能够用例如石英制成。
[0050]自吹扫气体供给管72供给氮气时，该氮气在供旋转轴22贯穿的通孔的内周面与旋转轴22之间的间隙、突出部12a与芯部21之间的间隙中通过，并在旋转台2与盖构件7a之间的空间中流动，自第I排气口 610或第2排气口 620 (图3)排出。另外，自旋转吹扫气体供给管73供给氮气时，该氮气自收纳加热单元7的空间通过盖构件7a与内侧构件71a之间的间隙(未图示)流出，并自第I排气口 610或第2排气口 620 (图3)排出。利用上述氮气的流动，能够抑制空间481和空间482内的气体通过腔室I的中央下方的空间、旋转台2的下方的空间而混合。[0051]另外，在腔室I的顶板11的中心部连接有分离气体供给管51，从而构成为向顶板11与芯部21之间的空间52供给作为分离气体的氮气。向该空间52供给的分离气体经由突出部5与旋转台2之间的狭小空间50沿着旋转台2的晶圆载置区域侧的表面向周缘喷出。空间50在分离气体的作用下能够维持比空间481和空间482中的压力高的压力。因此，利用空间50能够抑制向第I处理区域Pl供给的第I反应气体、向第2处理区域P2供给的第2反应气体通过中心区域C而混合。即，空间50 (或者中心区域C)能够与分离空间H (或者分离区域D)同样地发挥作用。
[0052]并且，如图2、图3所示，在腔室I的侧壁上形成有用于在外部的输送臂10与旋转台2之间进行作为基板的晶圆W的交接的输送口 15。该输送口 15由未图示的闸阀开闭。另外，旋转台2的作为晶圆载置区域的凹部24在与该输送口 15面对的位置与输送臂10之间进行晶圆W的交接，因此，在旋转台2的下方侧的与交接位置相对应的部位设有用于贯穿凹部24而自背面抬起晶圆W的交接用的升降销及其升降机构(均未图示)。
[0053]另外，如图1所示，在本实施方式的成膜装置中，设有用于控制整个装置的动作的由计算机构成的控制部100，在该控制部100的存储器内存储有在控制部100的控制下使成膜装置实施后述的成膜方法的程序。该程序为了执行后述的成膜方法而编入有步骤组，并存储在硬盘、光盘、光磁盘、存储卡、软盘等介质102中，利用规定的读取装置读入到存储部101内，并安装到控制部100内。[0054](成膜方法)
[0055]接着，对使用在图1至图5中说明的成膜装置的、本发明的实施方式I的成膜方法进行说明。
[0056]图6A和图6B是表不本发明的实施方式I的成膜方法的一例的序列图。图6A是使用旋转台2表示实施方式I的成膜方法的一例的序列的图。图6B是使用时序图表示实施方式I的成膜方法的一例的图。
[0057]在图6A中，简略地表示了旋转台2、第I处理区域Pl和反应气体喷嘴31、第2处理区域P2和反应气体喷嘴32、分离区域D和分离气体喷嘴41、42。在实施方式I的成膜方法中，说明进行氧化铪(统称为“HfO”，也可以包含Hf02。下面，对于其他的氧化膜和氮化膜也根据需要而简略记载为统称)的成膜的氧化膜形成工艺的例子。HfO被用作具有较高的介电常数的所谓High-K膜的膜。
[0058]在实施图6A、图6B所示的成膜工艺之前，有必要将晶圆W输入到腔室I内，并载置于旋转台2之上。为此，首先，打开未图示的闸阀，利用输送臂10经由输送口 15 (图3)将晶圆W交接到旋转台2的凹部24内。该交接是在凹部24停止在与该输送口 15相面对的位置时通过升降销自腔室I的底部侧经由凹部24的底面的通孔升降而进行的。这样的晶圆W的交接是使旋转台2间歇地旋转而进行的，将晶圆W分别载置于旋转台2的5个凹部24内。
[0059]接着关闭闸阀，利用真空泵640对腔室I进行排气到所能达到的最低真空度。自该状态起如下这样地实施图6A、图6B所示的成膜工艺。
[0060]在图6A的步骤I中进行待机工序。在待机工序中，自分离气体喷嘴41、42以规定的流量喷出作为分离气体的氮气，也自分离气体供给管51和吹扫气体供给管72、72 (参照图1)以规定的流量喷出氮气。此外，也自反应气体喷嘴31、32以规定的流量喷出氮气。即，自所有的喷嘴31、32、41、42喷出氮气。由此，腔室I内的气氛成为N2气氛。于此相伴地，利用压力调整器650将腔室I内调整为预先设定的处理压力。接着，一边使旋转台2以规定的转速顺时针旋转，一边利用加热单元7将晶圆W加热到50°C至650°C范围的温度。由此，成为开始成膜工艺的准备已就绪的待机状态。此外，虽然能够使旋转台2的转速根据用途而在例如Irpm~240rpm的范围内可变,但在本实施方式的成膜方法中,举出使旋转台2以6rpm的转速旋转的例子来进行说明。
[0061]此外，本实施方式中，不仅是自分离气体喷嘴41、42吹扫氮气，也自反应气体喷嘴31、32吹扫氮气，但是，例如也可以自反应气体喷嘴31、32供给Ar气体、He气体等稀有气体。在这方面，对于分离喷嘴41、42来说也是同样的，能够根据用途来选择所希望的非活性气体。[0062]在步骤2中，进行氧化气体.预流动(preflow)工序。在氧化气体.预流动工序中，自第I处理区域Pl的反应气体喷嘴31和分离气体喷嘴41、42持续地供给氮气，自第2处理区域P2的反应气体喷嘴32供给O3气体作为氧化气体。而且，至少在晶圆W旋转I周的期间中持续该状态。此外，晶圆W自步骤I起以规定的转速连续地旋转，在本实施方式中，以6rpm的速度旋转。氧化气体?预流动工序是将晶圆W的整个表面暴露于氧化气体的工艺，该氧化气体?预流动工序是在晶圆W上形成作为基底的较薄的氧化膜的处理。由此，对多个晶圆W的每一个供给O3气体而进行氧化处理，能够使多个晶圆W成为大致相同的状态。此外，之所以使晶圆W至少旋转I周，是因为:只自反应气体喷嘴32供给O3气体，无论供给开始时晶圆W的位置如何，为了向全部多张晶圆W的表面供给O3气体，需要最少使晶圆W旋转I周，并且使晶圆W在反应气体喷嘴32的下方通过。
[0063]如图6B所示，在本实施方式的成膜方法的氧化气体.预流动中，使旋转台2以6rpm的转速旋转并在10秒期间内供给O3气体。于是,在本实施方式的成膜方法的氧化气体?预流动中，使旋转台2旋转6 (周)/ 60 (sec) X 10 (sec) = I周。
[0064]此外，只要不是存在使氧化为最低限度这样的限制的工艺，则即使使晶圆W旋转多次来进行O3气体的供给也没有任何问题，因此，也可以是在供给了 O3气体的状态下使晶圆W旋转I次以上。例如，在氧化气体.预流动中，可以使晶圆W旋转2~3周，也可以使晶圆W旋转1.5周等带有尾数的那样的旋转周数。
[0065]在步骤3中，进行HfO成膜工序。在HfO膜成膜工序中，自反应气体喷嘴31向晶圆W供给TDMAH气体，自反应气体喷嘴32向晶圆W供给O3气体。即，在HfO成膜步骤中同时供给TDMAH气体和O3气体。但是，上述气体被分离区域D分离开，几乎不会在腔室I内彼此混合。
[0066]在同时供给TDMAH气体和O3气体时，若借助旋转台2的旋转使晶圆W通过第I处理区域P1，则TDMAH气体吸附于在步骤2中形成了较薄的氧化膜的晶圆W的表面。接着，若通过第2处理区域P2，则吸附于晶圆W的表面的TDMAH气体被O3气体氧化，从而在晶圆W的表面上形成HfO膜(HfO的分子层)。以后，使旋转台2旋转规定周数直至形成具有所希望的膜厚的HfO膜。然后，同时停止TDMAH气体和O3气体的供给，从而完成HfO成膜工序。
[0067]此外，如图6B所示，步骤3的成膜工序是通过自氧化气体.预流动起持续进行O3气体的供给、并且在本工序中供给TDMAH气体而进行的。该成膜工序是通过将旋转台2的转速维持在6rpm、并根据需要反复进行η次在10秒期间旋转I周的成膜循环而进行的。旋转台2的旋转周数η可以根据HfO成膜工序中形成的HfO膜的膜厚的厚度来决定，例如，可以设定为I周~50周的范围内的规定的旋转周数η，也可以设定为I周~30周的范围内的规定的旋转周数η。
[0068]在步骤4中,进行氧化气体.后流动(post flow)工序。在氧化气体.后流动工序中，如图6A所示，自设置于第I处理区域Pl的反应气体喷嘴31和设置于分离区域D的分离气体喷嘴41、42供给氮气，自设置于第2处理区域P2的反应气体喷嘴32供给O3气体。在该状态下，使旋转台2旋转至少I周，将载置于旋转台2的多个晶圆W全部暴露于O3气体。由此，即使是在通过了第2处理区域P2后的位置结束了步骤3的HfO成膜工序的晶圆W，在氧化气体.后流动工序中也一定会通过第2处理区域P2，从而能在被氧化处理后的状态下结束成膜工艺。
[0069]此外，如图6B所示，在本实施方式的成膜方法的氧化气体?后流动工序中，使旋转台2在维持着转速6rpm的状态下旋转10秒,与氧化气体?预流动工序同样地使旋转台2旋转I周。如此，也可以使旋转台2的旋转周数在氧化气体.预流动工序中与氧化气体.后流动工序中相同。
[0070]如图6A所示，在步骤5中，进行待机工序。在待机工序中，自反应气体喷嘴31、32和分离气体喷嘴41、42这些所有喷嘴31、32、41、42供给氮气，使氮气充满腔室I内。然后，若待机工序持续了规定时间，就停止向腔室I的氮气的供给，并且停止旋转台2的旋转。之后，按照与向腔室I内输入晶圆W时的顺序相反的顺序，将晶圆W自腔室I内输出。从而HfO成膜工艺结束。
[0071]如图6B所示，在本实施方式的成膜方法中，在HfO成膜工序之前设置有氧化气体.预流动工序并在HfO成膜工序之后设置有氧化气体.后流动工序，并设置有只供给O3气体作为反应气体 的工序。由此，在旋转台2上沿圆周方向配置的多个晶圆W中，不会存在未暴露于O3气体就被供给TDMAH气体的晶圆W，从而能够使多个晶圆W间的成膜均匀化。
[0072]图7是作为比较例表示以往的成膜方法的一例的图。如图7所示，在以往的成膜方法中，自步骤I的待机工序直接进入步骤2的HfO成膜工序。在这里，在HfO成膜工序的开始的时间点，在使处于比第I处理区域Pl靠下游侧的分离区域D内和第2处理区域P2内的晶圆W暴露于O3气体而进行氧化处理之后进入第I处理区域Pl，但使处于位于第2处理区域P2的下游侧的分离区域D内和第I处理区域Pl内的晶圆W直接接受TDMAH气体的供给。由此，在多个晶圆W彼此之间会产生在形成了基底的氧化膜的状态下开始HfO成膜的晶圆W、以及在未形成基底的氧化I吴的状态下开始HfO成I吴的晶圆W这两种晶圆W,有可能无法进行多个晶圆W间的均匀的成膜。此外，在HfO成膜结束时，也由于直接进入到步骤3的待机工序，因此，只供给TDMAH气体，会导致产生如下的晶圆W:吸附于晶圆W的表面的TDMAH气体未被氧化而不会成为HfO膜就直接结束成膜工序。
[0073]因此，在本实施方式的成膜方法中，如图6A和图6B中所说明的那样，设有氧化气体.预流动工序和氧化气体.后流动工序，对于所有的多张晶圆W，在形成基底的氧化膜之后进行HfO成膜。由此，能够防止产生只吸附有TDMAH气体而未被氧化处理就自容器I输出的晶圆W，能够在所有的晶圆W上均匀地形成HfO膜。
[0074]此外,在图6A和图6B中，例举了将旋转台2的转速设定为6rpm、将氧化气体.预流动工序和氧化气体?后流动工序中的旋转台2的旋转周数设定为I周的例子进行了说明，但只要将氧化气体.预流动工序和氧化气体.后流动工序中的旋转台2的旋转周数设定为I周以上，就能根据用途对上述设定进行各种变更。
[0075]此外，在图6A和图6B中，例举了作为High-K膜的HfO膜的成膜工艺来进行了说明，但若根据用途对自反应气体喷嘴31供给的反应气体进行各种变更，则能形成所希望的
氧化膜。
[0076]此外，对于氧化气体，也在图6A和图6B中例举了使用了 O3气体的例子来进行了说明，但也能够使用各种氧化气体，例如也可以使用水(H2O )、氧、氧自由基等气体。
[0077]例如，也可以自设置于第I处理区域Pl的反应气体喷嘴31供给作为含有Zr的有机金属的气体的一种的四(乙基甲基氨基)锆(TEMAZ)气体，自设置于第2处理区域P2的反应气体喷嘴32供给O3气体，形成氧化锆(也可以包含ZrO、ZrO2)膜。
[0078]同样，也可以自设置于第I处理区域Pl的反应气体喷嘴31供给三甲基铝(TMA)气体，自设置于第2处理区域P2的反应气体喷嘴32供给O3气体，形成氧化铝(也可以包含Al(KAl2O3)膜。
[0079]此外，也可以自反应气体喷嘴31供给双(四甲基庚二酮酸)锶(Sr (THD)2)气体，自反应气体喷嘴32供给O3气体，形成氧化锶(SrO)膜。
[0080]同样，也可以自反应气体喷嘴31供给甲基庚二酮双四甲基庚二酮酸钛(Ti (MPD)(THD))气体，自反应气体喷嘴32供给O3气体，形成氧化钛(也可以包含Ti0、Ti02)膜。
[0081]此外，可以自反应气体喷嘴31供给作为有机氨基硅烷系材料的例如双(叔丁基氨基)硅烷(BTBAS)气体，自反应气体喷嘴32供给O3气体，形成氧化硅(也可以包含SiO、SiO2)膜。
[0082]同样，也可以自反应气体喷嘴31供给双(叔丁基氨基)硅烷(BTBAS)气体，自反应气体喷嘴32供给O3气体，形成氧化硅(SiO)膜。
[0083]如此，氧化膜所包含的元素可以是铪、锆、铝、钛、锶等金属元素，也可以是硅等半导体元素。
[0084]在这里，在图6A和图6B的说明中，举出了将氧化气体.预流动工序和氧化气体?后流动工序设定为相同的旋转台2的旋转周数、即相同工序时间的例子来进行了说明，但例如也可以设定为氧化气体.后流动工序的工序时间比氧化气体.预流动工序的工序时间长。在上述各种成膜工艺中，氧化气体.后流动工序的氧化气体的供给不仅是为了使多个晶圆W间的成膜均匀，有时也起到成膜后的膜质改善的作用。即，也有时在形成规定的氧化膜后，进一步向膜供给氧化气体，通过进行充分的氧化而使成膜后的氧化膜的膜质提高。在那样的情况下，也可以构成为如下这样的成膜工艺:给予氧化气体.后流动工序充分的时间，从而使氧化气体?后流动工序成为也兼作膜质改善工序。例如，在上述的例子中，在形成硅氧化膜的情况下，也可以构成为如下这样的成膜工艺:将旋转台2的转速设定为120rpm，将氧化气体.预流动工序设定为6秒并使旋转台2旋转12周，将氧化气体.后流动工序设定为30秒并使旋转台2旋转60周。在形成硅氧化膜的情况下，优选使氧到达膜中的硅而使反应充分地进行，通过在氧化气体?后流动工序中花费足够的时间，能够使硅氧化膜的膜质提闻。
[0085] 如此，氧化气体.预流动工序和氧化气体.后流动工序中的晶圆W的旋转周数、即在相同的转速的情况下的工序时间无需相同，能够根据用途设定适当的旋转周数或者工序时间。而且，在氧化气体.后流动工序中，也可以不仅为了均匀地供给氧化气体、还为了进行成膜后的氧化膜的膜质改善而设定旋转台2的旋转周数或者工序时间。
[0086](实施方式2)
[0087]图8A和图8B是表示本发明的实施方式2的成膜方法的一例的序列图。图8A是使用旋转台2表示实施方式2的成膜方法的一例的序列的图，图SB是采用时序图来表示实施方式2的成膜方法的一例的图。此外，在图8A中，自反应气体喷嘴31、32供给的气体与图6A不同，但其他的结构要件与图6A相同，故此对相同的结构要件标注相同的附图标记而省略其说明。
[0088]在实施方式2的成膜方法中，说明在晶圆W上形成氮化膜的例子，尤其是，例举出形成TiN膜的例子来说明。此外，因为实施方式2的成膜方法也能够使用在实施方式I的成膜方法中说明的成膜装置进行成膜，所以省略所使用的成膜装置的说明。
[0089]在实施图8A、图SB所示的成膜工艺之前，为了将晶圆W输入到腔室I内并载置于旋转台2之上，打开未图示的闸阀，利用输送臂10经由输送口 15 (图3)将晶圆W交接到旋转台2的凹部24内。反复进行该操作，从而将晶圆W分别载置于旋转台2的5个凹部24内。接着关闭闸阀，利用真空泵640将腔室I排气到所能达到的最低真空度。自该状态实施如下这样的图8A、图SB所示的成膜工艺。此外，该输入工序因为与实施方式I相同，故此省略其详细的说明。
[0090]在图8A的步骤I中，进行待机工序。在待机工序中，自分离气体喷嘴41、42以规定的流量喷出作为分离气体的氮气，也自分离气体供给管51和吹扫气体供给管72、72 (参照图1)以规定的流量喷出氮气。其他的详细内容因为与图6A相同，故此省略其说明。此外，也自反应喷嘴31、32以规定的流量喷出氮气。此外，虽然能够根据用途使旋转台2的转速在例如Irpm~240rpm的范围内可变动,但在本实施方式的成膜方法中，举出使旋转台2以240rpm的转速旋转的例子来进行说明。`
[0091]在步骤2中，进行氮化气体.预流动工序。在氮化气体.预流动工序中，自第I处理区域Pl的反应气体喷嘴31和分离气体喷嘴41、42持续供给氮气，但自第2处理区域P2的反应气体喷嘴32供给NH3气体作为氮化气体。而且，在晶圆W旋转至少I周的期间中保持该状态。此外，晶圆W自步骤I以规定的转速连续旋转，在本实施方式中，以240rpm旋转。氮化气体.预流动工序是将晶圆W的整个表面暴露于氮化气体的工艺，该工艺是在晶圆W形成较薄的氮化膜作为基底的处理。由此，对多个晶圆W分别供给NH3气体而进行氮化处理，能够使多个晶圆W成为大致相同的状态。此外，之所以使晶圆W至少旋转I周，是因为只自反应气体喷嘴32供给NH3气体，为了无论供给开始时晶圆W的位置如何都向全部多张晶圆W的表面供给NH3气体，需要最少使晶圆W旋转I周而使晶圆W必然通过反应气体喷嘴32的下方。
[0092]如图8B所示，在本实施方式的成膜方法的氮化气体.预流动中，晶圆W的转速为240rpm,在5秒期间内供给NH3。因此,在本实施方式的成膜方法的氮化气体?预流动中，使旋转台 2 旋转 240 (周)/ 60 (sec) X5 (sec) = 20 周。
[0093]在这里，NH3气体的供给，只要不是存在使氮化为最低限度这样的限制的工艺，SP使使晶圆W旋转多周也没有任何问题，因此，也可以在供给NH3气体的状态下使晶圆W如本实施方式这样旋转数十周。与此相反，在氮化气体.预流动中，可以使晶圆W只旋转0.25秒而将旋转周数设为I周，也可以使晶圆W旋转像10.5周这样的带有尾数的旋转周数。
[0094]在步骤3中，执行TiN成膜工序。在TiN膜成膜工序中，自反应气体喷嘴31向晶圆W供给TiCl4气体，自反应气体喷嘴32向晶圆W供给NH3气体。即，在TiN成膜工序中同时供给TiCl4气体和NH3气体。但是，上述气体被分离区域D分离开，几乎不会在腔室I内彼此混合。
[0095]在同时供给TiCl4气体和NH3气体时，借助旋转台2的旋转使晶圆W通过第I处理区域Pl时，TiCl4气体吸附于在步骤2中形成了较薄的氮化膜的晶圆W的表面。接着，在晶圆W通过第2处理区域P2时，吸附于晶圆W的表面的TiCl4气体被NH3气体氮化，从而在晶圆W的表面上形成TiN膜(TiN的分子层)。之后，使旋转台2只旋转规定周数直至形成具有所希望的膜厚的TiN膜。根据成膜的膜厚，旋转台2的旋转周数例如可以设定为I周~50周的范围内的规定周数，也可以设定为I周~30周的范围内的规定周数。然后，同时停止TiCl4气体和NH3气体的供给，从而完成TiN成膜工序。
[0096]此外,如图8B所示,步骤3的TiN成膜工序是通过自氮化气体.预流动起持续进行NH3气体的供给、并且在本工序中供给TiCl4气体来实施的。TiN成膜工序是通过将旋转台2的转速维持在240rpm、并根据需要反复进行η次在0.25秒期间内旋转I周的成膜循环而进行的。
[0097]在步骤4中，执彳丁氣化气体.后流动工序。在氣化气体.后流动工序中，如图8Α所示，自设置于第I处理区域Pl的反应气体喷嘴31和设置于分离区域D的分离气体喷嘴41、42供给氮气，自设置于第2处理区域Ρ2的反应气体喷嘴32供给NH3气体。在该状态下，使旋转台2至少旋转I周，将载置于旋转台2的多个晶圆W全部暴露于NH3气体。由此，SP使是在通过了第2处理区域Ρ2后的位置结束了步骤3的TiN成膜工序的晶圆W，在氮化气体.后流动工序中也一定 会通过第2处理区域Ρ2，从而能在被氮化处理后的状态下结束成膜工艺。
[0098]此外,如图8Β所示,在本实施方式的成膜方法的氮化气体?后流动工序中，使旋转台2在维持转速240rpm的状态下旋转5秒,与氮化气体.预流动工序同样，使旋转台2旋转20周。如此，也可以使氮化气体?预流动工序中的旋转台2的旋转周数与氮化气体?后流动工序中的旋转台2的旋转周数相同。
[0099]如图8A所示，在步骤5中，进行待机工序。在待机工序中，自反应气体喷嘴31、32和分离气体喷嘴41、42这些所有喷嘴31、32、41、42供给氮气，使氮气充满腔室I内。然后，若待机工序持续了处理时间，则停止向腔室I的氮气的供给，并且停止旋转台2的旋转。之后，按照与向腔室I内输入晶圆W时的顺序相反的顺序，将晶圆W自腔室I内输出。从而TiN成膜工艺结束。
[0100]如图SB所示，在本实施方式的成膜方法中，在TiN成膜工序之前设置有氮化气体.预流动工序并在TiN成膜工序之后设置有氮化气体.后流动工序，并设置有只供给NH3气体的工序。由此，在旋转台2上沿圆周方向配置的多个晶圆W中，不会存在未暴露于NH3气体就被供给TiCl4气体的晶圆W，从而能够使多个晶圆W间的成膜均匀化。
[0101]即，在本实施方式的成膜方法中，如在图8A和图SB中所说明的那样，设有氮化气体.预流动工序和氮化气体.后流动工序，对于全部多张晶圆W，能够在形成基底的氮化膜之后进行TiN成膜，并且能够防止产生只吸附有TiCl4气体而未被氮化处理就被输出的晶圆W，能够在所有的晶圆W上均匀地形成TiN膜。
[0102]此外，在图8A和图8B中，例举将旋转台2的转速设定为240rpm、将氮化气体.预流动工序和氮化气体.后流动工序中的旋转台2的旋转周数设定为20周的例子进行了说明，但只要将氮化气体.预流动工序和氮化气体.后流动工序中的旋转台2的旋转周数设定为I周以上，就能根据用途对上述设定进行各种变更。例如，可以将旋转台2的转速设定为 120rpm。
[0103]此外，图8A和图SB所示的成膜工艺也能够用于其他的氮化膜的成膜，例如，也可以将自第I处理区域Pl供给的气体设定为TDMAH气体、并将自第2处理区域P2的反应气体喷嘴32供给的气体设定为NH3气体而形成HfN膜。
[0104]同样，也可以自设置于第I处理区域Pl的反应气体喷嘴31供给作为含有Zr的有机金属的气体的一种的四(乙基甲基氨基)锆(TEMAZ)气体、并自设置于第2处理区域P2的反应气体喷嘴32供给NH3气体而形成氮化锆(ZrN)膜。
[0105]同样，也可以自设置于第I处理区域Pl的反应气体喷嘴31供给三甲基铝(TMA)气体、并自设置于第2处理区域P2的反应气体喷嘴32供给NH3气体而形成氮化铝(AlN)膜。
[0106]此外，也可以自反应气体喷嘴31供给双(四甲基庚二酮酸)锶(Sr (THD)2)气体、并自反应气体喷嘴32供给NH3气体而形成二氮化三锶(N2Sr3)膜。
[0107]此外，也可以自反应气体喷嘴31供给双(叔丁基氨基)硅烷(BTBAS)气体、并自反应气体喷嘴32供给NH3气体而形成氮化硅(SiN)膜。
[0108]同样，也可以自反应气体喷嘴31供给有机氨基硅烷系材料、例如双(叔丁基氨基)硅烷(BTBAS)气体、无机材料、例如二氯二氢硅(SiH2Cl2)等、并自反应气体喷嘴32供给NH3气体而形成氮化硅(也可以包含Si3N4)膜。
[0109]如此，在实施方式2的成膜方法中，能够形成含有各种元素的氮化膜。例如，氮化膜所包含的元素可以是铪、锆、铝、钛、锶等金属元素，也可以是硅等半导体元素。
[0110]如此，采用实施方式2的成膜方法，能够在多个晶圆W上均匀地形成氮化膜。
[0111]以上，所进行的成膜方法的说明以进行详尽说明而促进对实施例的理解、并且有助于使技术进一步提高的方式进行了记载。因此，实施方式所示的要件并不对成膜方法产生限定。此外，实施方式中的例示并不是要表示其优点缺点。虽然记载了成膜方法，但在不脱离发明的宗旨的范围内能够进行各种各样的变更、置换以及改变。
[0112]附图标记说明
[0113]1、腔室；2、 旋转台；4、凸状部；11、顶板；12、容器主体；15、输送口 ；24、凹部(晶圆载置部)；31、32、反应气体喷嘴；41、42、分离气体喷嘴；D、分离区域；P1、第I处理区域；P2、第2处理区域；H、分离空间；W、晶圆。
【权利要求】
1.一种成膜方法，在该成膜方法中使用成膜装置在多个基板上形成含有规定元素的氧化膜，该成膜装置包括: 旋转台，其能旋转地收容于腔室内，具有能够将多个基板载置于上表面的载置部； 第I处理区域，其被划分在上述旋转台的上述上表面的上方，具有用于向上述旋转台的上述上表面供给气体的第I气体供给部； 第2处理区域，其配置为沿着上述旋转台的周向与上述第I处理区域分开，具有用于向上述旋转台的上述上表面供给气体的第2气体供给部；以及 分离区域，其设置于上述第I处理区域和上述第2处理区域之间，具有分离气体供给部和顶面，该分离气体供给部用于向上述旋转台的上述上表面供给分离气体，该顶面与上述旋转台的上述上表面之间形成有用于将来自该分离气体供给部的上述分离气体向上述第I处理区域和上述第2处理区域引导的狭窄的空间，其中，该成膜方法包括以下工序: 第I工序:在自上述第I气体供给部和上述分离气体供给部供给上述分离气体、自上述第2气体供给部供给氧化气体的状态下，使上述旋转台旋转至少一周； 第2工序:在自上述第I气体供给部供给含有上述规定的元素的反应气体、自上述第2气体供给部供给上述氧化气体、自上述分离气体供给部供给上述分离气体的状态下，使上述旋转台旋转规定周数，从而在上述基板上形成含有上述规定的元素的氧化膜；以及 第3工序:在自上述第I气体供给部和上述分离气体供给部供给上述分离气体、自上述第2气体供给部供给上述氧化气体的状态下，使上述旋转台旋转至少一周。
2.根据权利要求1所述的成膜方法，其中， 上述规定周数是形成所希望的膜厚的、含有上述规定的元素的氧化膜所需的旋转周数。
3.根据权利要求1所述的成膜方法，其中， 上述氧化气体是臭氧气体。
4.根据权利要求1所述的成膜方法，其中， 上述规定的元素是金属元素或者半导体元素。
5.根据权利要求4所述的成膜方法，其中， 上述金属元素是铪、锆、铝、钛、锶中的任意一种， 上述半导体元素是硅。
6.根据权利要求1所述的成膜方法，其中， 上述分离气体是非活性气体。
7.根据权利要求1所述的成膜方法，其中， 进行上述第3工序的时间比进行上述第I工序的时间长。
8.根据权利要求1所述的成膜方法，其中， 该成膜方法还具有如下的工序: 在上述第I工序之前以及上述第3工序之后，在自上述第I气体供给部供给非活性气体、并且自上述第2气体供给部和上述分离气体供给部供给上述分离气体的状态下，使上述旋转台旋转。
9.根据权利要求8所述的成膜方法，其中， 上述非活性气体与上述分离气体是相同的气体。
10.一种成膜方法，在该成膜方法中采用成膜装置在多个基板上形成含有规定元素的氮化膜，该成膜装置包括: 旋转台，其能旋转地收容于腔室内，具有能够将多个基板载置于上表面的载置部； 第I处理区域，其被划分在上述旋转台的上述上表面的上方，具有用于向上述旋转台的上述上表面供给气体的第I气体供给部； 第2处理区域，其配置为沿着上述旋转台的周向与上述第I处理区域分开，具有用于向上述旋转台的上述上表面供给气体的第2气体供给部；以及 分离区域，其设置于上述第I处理区域和上述第2处理区域之间，具有分离气体供给部和顶面，该分离气体供给部用于向上述旋转台的上述上表面供给分离气体，该顶面与上述旋转台的上述上表面之间形成有用于将来自该分离气体供给部的上述分离气体向上述第I处理区域和上述第2处理区域引导的狭窄的空间，其中，该成膜方法包括如下工序: 第I工序:在自上述第I气体供给部和上述分离气体供给部供给上述分离气体、自上述第2气体供给部供给氮化气体的状态下，使上述旋转台旋转至少一周； 第2工序:在自上述第I气体供给部供给含有上述规定的元素的反应气体、自上述第2气体供给部供给上述氮化气体、自上述分离气体供给部供给上述分离气体的状态下，使上述旋转台旋转规定周数，从而在上述基板上形成含有上述规定的元素的氮化膜；以及 第3工序:在自上述第I气体供给部和上述分离气体供给部供给上述分离气体、自上述第2气体供给部供给上述氮化气体的状态下，使上述旋转台旋转至少一周。
11.根据权利要求10所述的成膜方法，其中， 上述规定周数是形成所希望的膜厚的、`含有上述规定的元素的氮化膜所需的旋转周数。
12.根据权利要求10所述的成膜方法，其中， 上述氮化气体是氨气。
13.根据权利要求10所述的成膜方法，其中， 上述规定的元素是金属元素或者半导体元素。
14.根据权利要求13所述的成膜方法，其中， 上述金属元素是铪、锆、铝、钛、锶中的任意一种， 上述半导体元素是硅。
15.根据权利要求10所述的成膜方法，其中， 上述分离气体是氮气。
16.根据权利要求10所述的成膜方法，其中， 该成膜方法还具有以下的工序: 在上述第I工序之前以及上述第3工序之后，自上述第I气体供给部供给非活性气体、并且自上述第2气体供给部和上述分离气体供给部供给上述分离气体的状态下，使上述旋转台旋转。
17.根据权利要求16所述的成膜方法，其中， 上述非活性气体与上述分离气体是相同的气体。
【文档编号】H01L21/31GK103882411SQ201310713574
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年12月20日 优先权日:2012年12月21日
【发明者】小川淳 申请人:东京毅力科创株式会社
【专利摘要】本发明提供成膜方法。该成膜方法所使用的成膜装置包括：旋转台；第1处理区域；第2处理区域；以及分离区域。该成膜方法包括以下工序：第1工序：在自第1气体供给部和分离气体供给部供给分离气体、自第2气体供给部供给氧化气体的状态下，使旋转台旋转至少一周；第2工序：在自第1气体供给部供给含有规定的元素的反应气体、自第2气体供给部供给氧化气体、自分离气体供给部供给分离气体的状态下，使旋转台旋转规定周数，从而在基板上形成含有规定的元素的氧化膜；第3工序：在自第1气体供给部和分离气体供给部供给分离气体、自第2气体供给部供给氧化气体的状态下，使旋转台旋转至少一周。
【专利说明】成膜方法
[0001]本发明将2012年12月21日申请的日本专利申请2012-279920号作为主张优先权的基础申请，在此，基于该基础申请主张优先权,并将其全部内容通过参照引入到本发明中。
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种成膜方法，尤其是涉及形成氧化膜或者氮化膜的成膜方法。
【背景技术】[0003]半导体集成电路(1C、Integrated Circuit)的制造工艺中，有在半导体晶圆上形成薄膜的工序。在该工序中，从IC的进一步微细化的角度考虑，要求提高晶圆面内的均匀性。作为能应对这样的要求的成膜方法，希望采用被称为原子层成膜(ALD、Atomic LayerDeposition)法或者分子层成膜(MLD、Molecular Layer Deposition)法的成膜方法。在ALD法中，通过反复进行使彼此会发生反应的两种反应气体中的I种反应气体(反应气体A)吸附于晶圆表面、再使该吸附的反应气体与另一种反应气体(反应气体B)发生反应的循环，将由反应生成物构成的薄膜形成在晶圆表面。ALD法因为利用反应气体向晶圆表面的吸附而具有在膜厚均匀性和膜厚控制性方面优异这种优点。
[0004]作为用于实施ALD法的成膜装置，具有日本特许4661990号所记载的所谓的旋转台式的成膜装置。该成膜装置具有:旋转台，其能旋转地配置于真空容器内，用于载置多个晶圆；分离区域，其用于将在旋转台的上方划分出来的反应气体A的供给区域和反应气体B的供给区域分离开；排气口，其被设置为与反应气体A的供给区域和反应气体B的供给区域相对应；以及排气装置，其连接于上述排气口。在这样的成膜装置中，借助旋转台的旋转，晶圆会经过反应气体A的供给区域、分离区域、反应气体B的供给区域以及分离区域。由此，在反应气体A的供给区域内，反应气体A吸附于晶圆表面，在反应气体B的供给区域内，反应气体A与反应气体B在晶圆表面发生反应。因此，在成膜过程中无需在反应气体A和反应气体B之间进行切换，从而能进行持续供给。因而，具有不需要排气/吹扫工序而能缩短成膜时间这种优点。
[0005]在使用上述旋转台式的成膜装置形成含有规定的元素的氧化膜的情况下，如果将反应气体A作为包含上述规定的元素的反应气体(例如，含有硅的硅系气体等)、并将反应气体B作为臭氧等氧化气体，则能够形成含有规定的元素的氧化膜。在该情况下，含有规定的元素的气体(反应气体A)首先吸附于晶圆的表面，在该状态下供给氧化气体(反应气体B)，反应气体A和反应气体B在晶圆的表面上发生反应，形成含有规定的元素的氧化膜的分子层。如此，含有规定的元素的反应气体首先吸附在晶圆的表面上，接着在晶圆表面上与氧化气体发生反应，由此在晶圆表面上形成含有规定的元素的氧化膜。
[0006]在使用上述的旋转台式的成膜装置并利用上述那样的成膜方法在多个晶圆表面上形成含有规定的元素的氧化膜的情况下，因为晶圆沿着旋转台的周向配置有多张，当同时供给反应气体A (含有元素的气体)和反应气体B (氧化气体)而开始成膜工艺时，对于沿圆周方向配置的多个晶圆并不限于全部被自反应气体A开始供给气体，会产生被自反应气体A开始供给气体的晶圆和被自反应气体B开始供给气体的晶圆。这样一来，存在如下的问题:会产生在被氧化后才开始成膜工艺的晶圆和未被氧化而直接开始成膜工艺的晶圆，无法在多个晶圆间进行均匀的成膜，从而会产生晶圆间的成膜不均衡。
[0007]此外，若在成膜工艺结束时反应气体A和反应气体B的供给也同时停止，则存在如下的问题:会产生只被供给了反应气体A而在表面吸附有反应气体A的状态下结束成膜工艺的晶圆以及也被供给了反应气体B而在表面形成有氧化膜的状态下结束成膜工艺的晶圆，从而仍然会产生晶圆间的成膜的不均衡。
[0008]而且，在氮化膜的成膜工艺中，也同样地存在会发生该问题的问题。
【发明内容】
[0009]本发明的实施例的目的在于提供一种新颖并且有用的成膜方法。
[0010]根据本发明的一个技术方案，提供一种成膜方法，在该成膜方法中使用成膜装置在多个基板上形成含有规定元素的氧化膜，该成膜装置包括:旋转台，其能旋转地收容于腔室内，具有能够将多个基板载置于上表面的载置部；第I处理区域，其被划分在上述旋转台的上述上表面的上方，具有用于向上述旋转台的上述上表面供给气体的第I气体供给部；第2处理区域，其配置为沿着上述旋转台的周向与上述第I处理区域分开，具有用于向上述旋转台的上述上表面供给气体的第2气体供给部；以及分离区域，其设置于上述第I处理区域和上述第2处理区域之间，具有分离气体供给部和顶面，该分离气体供给部用于向上述旋转台的上述上表面供给分离气体，该顶面与上述旋转台的上述上表面之间形成有用于将来自该分离气体供给部的上述分离气体向上述第I处理区域和上述第2处理区域引导的狭窄的空间，其中，该成膜方法包括以下工序--第I工序:在自上述第I气体供给部和上述分离气体供给部供 给上述分离气体、自上述第2气体供给部供给氧化气体的状态下，使上述旋转台旋转至少一周；第2工序:在自上述第I气体供给部供给含有上述规定的元素的反应气体、自上述第2气体供给部供给上述氧化气体、自上述分离气体供给部供给上述分离气体的状态下，使上述旋转台旋转规定周数，从而在上述基板上形成含有上述规定的元素的氧化膜；以及第3工序:在自上述第I气体供给部和上述分离气体供给部供给上述分离气体、自上述第2气体供给部供给上述氧化气体的状态下，使上述旋转台旋转至少一周。
[0011]根据本发明的另一个技术方案，提供一种成膜方法，在该成膜方法中使用成膜装置在多个基板上形成含有规定元素的氮化膜，该成膜装置包括:旋转台，其能旋转地收容于腔室内，具有能够将多个基板载置于上表面的载置部?’第I处理区域，其被划分在上述旋转台的上述上表面的上方，具有用于向上述旋转台的上述上表面供给气体的第I气体供给部；第2处理区域，其配置为沿着上述旋转台的周向与上述第I处理区域分开，具有用于向上述旋转台的上述上表面供给气体的第2气体供给部；以及分离区域，其设置于上述第I处理区域和上述第2处理区域之间，具有分离气体供给部和顶面，该分离气体供给部用于向上述旋转台的上述上表面供给分离气体，该顶面与上述旋转台的上述上表面之间形成有用于将来自该分离气体供给部的上述分离气体向上述第I处理区域和上述第2处理区域引导的狭窄的空间，其中，该成膜方法包括如下工序--第I工序:在自上述第I气体供给部和上述分离气体供给部供给上述分离气体、自上述第2气体供给部供给氮化气体的状态下，使上述旋转台旋转至少一周；第2工序:在自上述第I气体供给部供给含有上述规定的元素的反应气体、自上述第2气体供给部供给上述氮化气体、自上述分离气体供给部供给上述分离气体的状态下，使上述旋转台旋转规定周数，从而在上述基板上形成含有上述规定的元素的氮化膜；以及第3工序:在自上述第I气体供给部和上述分离气体供给部供给上述分离气体、自上述第2气体供给部供给上述氮化气体的状态下，使上述旋转台旋转至少一周。
[0012]此外，本发明的目的和优点的一部分记载于说明书中，另一部分是根据说明书显而易见的。本发明的目的和优点能够利用附加的权利要求所特别指出的要素及这些要素的组合来实现并达成。上述的一般性记载和下述的详细说明是作为例子来进行说明的，并非用于限定要求保护的本发明。
[0013]采用本发明，能够使多个晶圆之间的成膜的均匀性提高。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是表示适用于实施本发明的实施方式的成膜方法的成膜装置的剖视图。
[0015]图2是表示图1的成膜装置的真空容器内的构造的立体图。
[0016]图3是表示图1的成膜装置的真空容器内的构造的概略俯视图。
[0017]图4是包含反应气体喷嘴和分离气体喷嘴的图1的成膜装置的局部剖视图。 [0018]图5是表示包含顶面的图1的成膜装置的另一局部剖视图。
[0019]图6A和图6B是表不本发明的实施方式I的成膜方法一例的序列图。图6A是使用旋转台2表示实施方式I的成膜方法的一例的序列的图。图6B是使用时序图表示实施方式I的成膜方法的一例的图。
[0020]图7是作为比较例表示成膜方法的一例的图。
[0021]图8A和图8B是表示本发明的实施方式2的成膜方法的一例的序列图。图8A是使用旋转台2表示实施方式2的成膜方法的一例的序列的图。图SB是使用时序图表示实施方式2的成膜方法的一例的图。
【具体实施方式】
[0022]下面，参照【专利附图】
【附图说明】用于实施本发明的实施方式。
[0023]此外，在下面的实施例中，下述的附图标记典型地表示上述要素。
[0024]此外,在所有的附图中，对于相同或者对应的构件或者零件,标注相同或者对应的附图标记，省略重复的说明。此外，在附图中，不以表示构件或者零件间的相对比例为目的，因此，对于具体的尺寸，应由本领域技术人员参照下面的非限定性的实施方式来决定。
[0025](实施方式I)
[0026](成膜装置)
[0027]首先，使用图1至图3说明适用于实施本发明的实施方式I的成膜方法的成膜装置。
[0028]图1是表示适用于实施本发明的实施方式的成膜方法的成膜装置的剖视图。图2是表示图1的成膜装置的真空容器内的构造的立体图。此外，图3是表示图1的成膜装置的真空容器内的构造的概略俯视图。[0029]参照图1至图3，实施方式I的成膜装置包括:扁平的腔室1，其具有大致圆形的俯视形状；以及旋转台2，其设置在该腔室I内，在腔室I的中心具有旋转中心。腔室I具有:容器主体12，其具有有底的圆筒形状；顶板11，其夹着例如O型密封圈等密封构件13 (图1)气密地且可装卸地配置于容器主体12的上表面。
[0030]旋转台2在中心部固定于圆筒形状的芯部21，该芯部21固定于沿铅垂方向延伸的旋转轴22的上端。旋转轴22贯穿腔室I的底部14，其下端安装于用于使旋转轴22 (图1)绕铅垂轴线旋转的驱动部23。旋转轴22以及驱动部23收纳在上表面开口的筒状的壳体20内。该壳体20的设置在其上表面上的凸缘部分气密地安装于腔室I的底部14的下表面，将壳体20的内部气氛与外部气氛分隔离开。
[0031]此外，在腔室I内的外缘部设置有排气口 610，并与排气部630连通。排气部630经由压力调整器650与真空泵640连接，构成为腔室I内能自排气口 610排气。
[0032]在旋转台2的表面上如图2及图3所示那样沿着旋转方向(周向)设有多个(图示的例子为5个)圆形的凹部24,该凹部24用于载置半导体晶圆(下面称为“晶圆”)W。此外，在图3中为了方便仅在I个凹部24中表示晶圆W。该凹部24具有比晶圆W的直径(例如300mm)稍微大(例如大2mm)的内径以及与晶圆W的厚度大致相等的深度。因此，在将晶圆W载置于凹部24时，晶圆W的表面与旋转台2的表面(不载置晶圆W的区域)大致等高。
[0033]图2及图3是用于说明腔室I内的构造的图，为了便于说明，省略顶板11的图示。如图2及图3所示，在旋转台2的上方，配置有分别由例如石英构成的反应气体喷嘴31、反应气体喷嘴32以及分尚气体喷嘴41、42。在图不的例子中，在腔室I的周向上隔开间隔地自输送口 15 (后述)起沿顺时针方向(旋转`台2的旋转方向)依次配置有分离气体喷嘴41、反应气体喷嘴31、分离气体喷嘴42以及反应气体喷嘴32。通过将上述喷嘴31、32、41、42的作为各自的基端部的气体导入部31a、32a、41a、42a (图3)固定于容器主体12的外周壁上，将上述喷嘴31、32、41、42自腔室I的外周壁导入腔室I内，并安装为沿着容器主体12的半径方向与旋转台2平行地延伸。
[0034]用于存储第I反应气体的第I反应气体供给源经由开闭阀、流量调整器(均未图示)与反应气体喷嘴31连接，用于存储与第I反应气体反应的第2反应气体的第2反应气体供给源经由开闭阀、流量调整器(均未图示)与反应气体喷嘴32连接。
[0035]在这里，第I反应气体优选含有金属元素或者半导体元素的气体，选择在变成氧化物或者氮化物时能用作氧化膜或者氮化膜的第I反应气体。对于第2反应气体，选择与金属元素或者半导体元素反应而能生成金属氧化物或者半导体氧化物的氧化气体、或者与金属元素或者半导体元素反应而能生成金属氮化物或者半导体氮化物的氮化气体。具体而言，第I反应气体优选含有金属元素(或者半导体元素)的有机金属(或者半导体)气体。此外，作为第I反应气体，优选相对于晶圆W的表面具有吸附性的气体。作为第2反应气体，优选能与吸附于晶圆W的表面的第I反应气体进行氧化反应或者氮化反应而使反应化合物沉积在晶圆W的表面的氧化气体或氮化气体。
[0036]具体而言，例如，作为第I反应气体，可以是作为含有铪元素的反应气体的、用于形成作为氧化膜的HfO (统称为“HfO”，也可以包含HfO2)的四(二甲基氨基)铪(以下，称为“TDMAH”)，可以是作为含钛元素的反应气体的、用于形成作为氮化膜的TiN的TiCl4等。此外，作为第2反应气体,可以使用例如臭氧气体(O3)作为氧化气体,也可以使用例如氨气(NH3)作为氮化气体。
[0037]此外，Ar、He等稀有气体、氮气(N2)等非活性气体的供给源经由开闭阀和流量调整器(均未图示)与分离气体喷嘴41、42连接。在本实施方式中，使用氮气作为非活性气体。
[0038]图4是包含反应喷嘴31、32和分离气体的图1的成膜装置的局部剖视图。如图4所示，在反应气体喷嘴31、32上沿着反应气体喷嘴31、32的长度方向隔开例如IOmm间隔地排列有朝向旋转台2地朝下方开口的多个气体喷出孔33。如图3所示，反应气体喷嘴31的下方区域成为用于使第I反应气体吸附于晶圆W的第I处理区域P1。反应气体喷嘴32的下方区域成为用于使在第I处理区域Pl中吸附于晶圆W的第I反应气体氧化或者氮化的第2处理区域P2。此外，分离气体喷嘴41、42的下方区域成为用于将第I处理区域Pl和第2处理区域P2分隔开而防止第I反应气体和第2反应气体混合的分离区域D。
[0039]参照图2及图3，在腔室I内设有两个凸状部4。凸状部4具有顶部被切割为圆弧状的大致扇形的俯视形状，在本实施方式中，凸状部4的内圆弧与突出部5 (后述)连结，凸状部4的外圆弧以沿着腔室I的容器主体12的内周面的方式配置。
[0040]图4是表示腔室I的从反应气体喷嘴31到反应气体喷嘴32为止的、沿着旋转台2的同心圆的剖面。如图示那样，凸状部4安装于顶板11背面。因此，在腔室I内存在作为凸状部4的下表面的平坦的较低的顶面44 (第I顶面)和位于该顶面44的周向两侧的、t匕顶面44高的顶面45 (第2顶面)。
[0041]此外，如图4所示，在凸状部4的周向中央部分形成有槽部43，槽部43沿旋转台2的半径方向延伸。在该槽部43中收纳有分离气体喷嘴42。另一个凸状部4也同样形成有槽部43，且在该槽部中收纳有分离气体喷嘴41。此外，在图4中表示有形成于分离气体喷嘴42的气体喷出孔42h。气体 喷出孔42h沿分离气体喷嘴42的长度方向隔开规定的间隔(例如IOmm)地形成多个。此外，气体喷出孔的开口直径为例如0.3mm到1.0mm。虽然省略图示,但分离气体喷嘴41也同样形成有气体喷出孔。
[0042]在较高的顶面45的下方的空间中分别设置有反应气体喷嘴31、32。上述反应气体喷嘴31、32与顶面45分开地设置在晶圆W附近。此外，为了便于说明，在图4中，设置有反应气体喷嘴31的、较高的顶面45的下方的空间用空间481表示，设置有反应气体喷嘴32的、较高的顶面45的下方的空间用空间482表示。
[0043]较低的顶面44与旋转台2之间形成有作为狭小的空间的分离空间H。自分离气体喷嘴42供给氮气时，该氮气通过分离空间H向空间481和空间482流动。此时，因为分离空间H的容积比空间481的容积和空间482的容积小，因此能够利用氮气使分离空间H的压力比空间481的压力和空间482的压力要高。即，分离空间H在空间481和空间482之间提供压力障壁的作用。而且，自分离空间H向空间481和空间482流出的氮气相对于来自第I处理区域Pl的第I反应气体以及来自第2处理区域P2的第2反应气体(氧化气体或者氮化气体)作为对流而起作用。因此，来自第I处理区域Pl的第I反应气体以及来自第2处理区域P2的第2反应气体能够被分离空间H分离开。因此，能够抑制第I反应气体与氧化气体或者氮化气体在腔室I内混合而发生反应。
[0044]另外，考虑到成膜时的腔室I内的压力、旋转台2的转速、供给的分离气体(氮气)的供给量等，优选将顶面44距旋转台2的上表面的高度hi设定为适于使分离空间H的压力比空间481的压力和空间482的压力大的高度。[0045]再次参照图1至图3，在顶板11的下表面以包围用于固定旋转台2的芯部21的外周的方式设置有突出部5。在本实施方式中，该突出部5与凸状部4的靠旋转中心侧的部位连续，并且该突出部5的下表面形成为与顶面44等高。
[0046]之前参照的图1是图3的I 一 I ’剖视图，表示设有顶面45的区域，而图5是表示设有顶面44的区域的局部剖视图。如图5所示，在大致扇形的凸状部4的周缘部(靠腔室I的外缘侧的部位)，形成有以与旋转台2的外端面相对的方式呈L字形弯曲的弯曲部46。该弯曲部46在旋转台2与容器主体12的内周面之间的空间中通过，抑制气体在空间481和空间482之间流通。扇形的凸状部4设置于顶板11，顶板11能够自容器主体12取下，因此弯曲部46的外周面与容器主体12之间稍有间隙。弯曲部46的内周面与旋转台2的外端面之间的间隙、以及弯曲部46的外周面与容器主体12之间的间隙例如设定为与顶面44的距旋转台2的上表面的高度相同的尺寸。
[0047]再次参照图3，在旋转台2与容器主体的内周面之间形成有与空间481连通的第I排气口 610、与空间482连通的第2排气口 620。第I排气口 610和第2排气口 620如图1所示，分别借助各排气管630与作为真空排气部件的例如真空泵640连接。
[0048]在旋转台2与腔室I的底部14之间的空间中，如图1和图5所示，设有作为加热部件的加热单元7，加热单元7隔着旋转台2将旋转台2上的晶圆W加热至由工艺制程程序决定的温度(例如450°C)。在旋转台2的周缘附近的下方侧，为了抑制气体向旋转台2的下方的空间的进入而设有环状的套构件71。如图5所示，该套构件71包括:内侧构件71a，其以自下方侧与旋转台2的外缘部及比旋转台2的外缘部靠外周侧的部位面对的方式设置；以及外侧构件71b，其设在该内侧构件71a与腔室I的内壁面之间。外侧构件71b设置为在形成在凸状部4的外缘部的弯曲部46的下方与弯曲部46接近，内侧构件71a在旋转台2的外缘部下方(以及比旋转台2的外缘部稍靠外侧的部分的下方)围绕加热单元7的整周。 [0049]如图1所示，底部14中的比配置有加热单元7的空间靠旋转中心的部位以接近芯部21中的位于旋转台2的下表面的中心部附近的部分的方式向上方侧突出而构成了突出部12a。该突出部12a与芯部21之间构成狭窄空间。另外，供旋转轴22贯穿底部14的通孔的内周面与旋转轴22之间的间隙狭窄，上述狭窄空间与壳体20连通。而且，在壳体20上设有用于向狭窄空间供给作为吹扫气体的氮气来进行吹扫的吹扫气体供给管72。而且，在腔室I的底部14上，在加热单元7的下方沿周向以规定的角度间隔设有用于吹扫加热单元7的配置空间的多个吹扫气体供给管73 (图5中表示了一个吹扫气体供给管)。并且，在加热单元7和旋转台2之间设置有沿整个周向覆盖自外侧构件71b的内周壁(内侧构件71a的上表面)到突出部12a的上端部之间的空间的盖构件7a，以便抑制气体向设有加热器单元7的区域进入。盖构件7a能够用例如石英制成。
[0050]自吹扫气体供给管72供给氮气时，该氮气在供旋转轴22贯穿的通孔的内周面与旋转轴22之间的间隙、突出部12a与芯部21之间的间隙中通过，并在旋转台2与盖构件7a之间的空间中流动，自第I排气口 610或第2排气口 620 (图3)排出。另外，自旋转吹扫气体供给管73供给氮气时，该氮气自收纳加热单元7的空间通过盖构件7a与内侧构件71a之间的间隙(未图示)流出，并自第I排气口 610或第2排气口 620 (图3)排出。利用上述氮气的流动，能够抑制空间481和空间482内的气体通过腔室I的中央下方的空间、旋转台2的下方的空间而混合。[0051]另外，在腔室I的顶板11的中心部连接有分离气体供给管51，从而构成为向顶板11与芯部21之间的空间52供给作为分离气体的氮气。向该空间52供给的分离气体经由突出部5与旋转台2之间的狭小空间50沿着旋转台2的晶圆载置区域侧的表面向周缘喷出。空间50在分离气体的作用下能够维持比空间481和空间482中的压力高的压力。因此，利用空间50能够抑制向第I处理区域Pl供给的第I反应气体、向第2处理区域P2供给的第2反应气体通过中心区域C而混合。即，空间50 (或者中心区域C)能够与分离空间H (或者分离区域D)同样地发挥作用。
[0052]并且，如图2、图3所示，在腔室I的侧壁上形成有用于在外部的输送臂10与旋转台2之间进行作为基板的晶圆W的交接的输送口 15。该输送口 15由未图示的闸阀开闭。另外，旋转台2的作为晶圆载置区域的凹部24在与该输送口 15面对的位置与输送臂10之间进行晶圆W的交接，因此，在旋转台2的下方侧的与交接位置相对应的部位设有用于贯穿凹部24而自背面抬起晶圆W的交接用的升降销及其升降机构(均未图示)。
[0053]另外，如图1所示，在本实施方式的成膜装置中，设有用于控制整个装置的动作的由计算机构成的控制部100，在该控制部100的存储器内存储有在控制部100的控制下使成膜装置实施后述的成膜方法的程序。该程序为了执行后述的成膜方法而编入有步骤组，并存储在硬盘、光盘、光磁盘、存储卡、软盘等介质102中，利用规定的读取装置读入到存储部101内，并安装到控制部100内。[0054](成膜方法)
[0055]接着，对使用在图1至图5中说明的成膜装置的、本发明的实施方式I的成膜方法进行说明。
[0056]图6A和图6B是表不本发明的实施方式I的成膜方法的一例的序列图。图6A是使用旋转台2表示实施方式I的成膜方法的一例的序列的图。图6B是使用时序图表示实施方式I的成膜方法的一例的图。
[0057]在图6A中，简略地表示了旋转台2、第I处理区域Pl和反应气体喷嘴31、第2处理区域P2和反应气体喷嘴32、分离区域D和分离气体喷嘴41、42。在实施方式I的成膜方法中，说明进行氧化铪(统称为“HfO”，也可以包含Hf02。下面，对于其他的氧化膜和氮化膜也根据需要而简略记载为统称)的成膜的氧化膜形成工艺的例子。HfO被用作具有较高的介电常数的所谓High-K膜的膜。
[0058]在实施图6A、图6B所示的成膜工艺之前，有必要将晶圆W输入到腔室I内，并载置于旋转台2之上。为此，首先，打开未图示的闸阀，利用输送臂10经由输送口 15 (图3)将晶圆W交接到旋转台2的凹部24内。该交接是在凹部24停止在与该输送口 15相面对的位置时通过升降销自腔室I的底部侧经由凹部24的底面的通孔升降而进行的。这样的晶圆W的交接是使旋转台2间歇地旋转而进行的，将晶圆W分别载置于旋转台2的5个凹部24内。
[0059]接着关闭闸阀，利用真空泵640对腔室I进行排气到所能达到的最低真空度。自该状态起如下这样地实施图6A、图6B所示的成膜工艺。
[0060]在图6A的步骤I中进行待机工序。在待机工序中，自分离气体喷嘴41、42以规定的流量喷出作为分离气体的氮气，也自分离气体供给管51和吹扫气体供给管72、72 (参照图1)以规定的流量喷出氮气。此外，也自反应气体喷嘴31、32以规定的流量喷出氮气。即，自所有的喷嘴31、32、41、42喷出氮气。由此，腔室I内的气氛成为N2气氛。于此相伴地，利用压力调整器650将腔室I内调整为预先设定的处理压力。接着，一边使旋转台2以规定的转速顺时针旋转，一边利用加热单元7将晶圆W加热到50°C至650°C范围的温度。由此，成为开始成膜工艺的准备已就绪的待机状态。此外，虽然能够使旋转台2的转速根据用途而在例如Irpm~240rpm的范围内可变,但在本实施方式的成膜方法中,举出使旋转台2以6rpm的转速旋转的例子来进行说明。
[0061]此外，本实施方式中，不仅是自分离气体喷嘴41、42吹扫氮气，也自反应气体喷嘴31、32吹扫氮气，但是，例如也可以自反应气体喷嘴31、32供给Ar气体、He气体等稀有气体。在这方面，对于分离喷嘴41、42来说也是同样的，能够根据用途来选择所希望的非活性气体。[0062]在步骤2中，进行氧化气体.预流动(preflow)工序。在氧化气体.预流动工序中，自第I处理区域Pl的反应气体喷嘴31和分离气体喷嘴41、42持续地供给氮气，自第2处理区域P2的反应气体喷嘴32供给O3气体作为氧化气体。而且，至少在晶圆W旋转I周的期间中持续该状态。此外，晶圆W自步骤I起以规定的转速连续地旋转，在本实施方式中，以6rpm的速度旋转。氧化气体?预流动工序是将晶圆W的整个表面暴露于氧化气体的工艺，该氧化气体?预流动工序是在晶圆W上形成作为基底的较薄的氧化膜的处理。由此，对多个晶圆W的每一个供给O3气体而进行氧化处理，能够使多个晶圆W成为大致相同的状态。此外，之所以使晶圆W至少旋转I周，是因为:只自反应气体喷嘴32供给O3气体，无论供给开始时晶圆W的位置如何，为了向全部多张晶圆W的表面供给O3气体，需要最少使晶圆W旋转I周，并且使晶圆W在反应气体喷嘴32的下方通过。
[0063]如图6B所示，在本实施方式的成膜方法的氧化气体.预流动中，使旋转台2以6rpm的转速旋转并在10秒期间内供给O3气体。于是,在本实施方式的成膜方法的氧化气体?预流动中，使旋转台2旋转6 (周)/ 60 (sec) X 10 (sec) = I周。
[0064]此外，只要不是存在使氧化为最低限度这样的限制的工艺，则即使使晶圆W旋转多次来进行O3气体的供给也没有任何问题，因此，也可以是在供给了 O3气体的状态下使晶圆W旋转I次以上。例如，在氧化气体.预流动中，可以使晶圆W旋转2~3周，也可以使晶圆W旋转1.5周等带有尾数的那样的旋转周数。
[0065]在步骤3中，进行HfO成膜工序。在HfO膜成膜工序中，自反应气体喷嘴31向晶圆W供给TDMAH气体，自反应气体喷嘴32向晶圆W供给O3气体。即，在HfO成膜步骤中同时供给TDMAH气体和O3气体。但是，上述气体被分离区域D分离开，几乎不会在腔室I内彼此混合。
[0066]在同时供给TDMAH气体和O3气体时，若借助旋转台2的旋转使晶圆W通过第I处理区域P1，则TDMAH气体吸附于在步骤2中形成了较薄的氧化膜的晶圆W的表面。接着，若通过第2处理区域P2，则吸附于晶圆W的表面的TDMAH气体被O3气体氧化，从而在晶圆W的表面上形成HfO膜(HfO的分子层)。以后，使旋转台2旋转规定周数直至形成具有所希望的膜厚的HfO膜。然后，同时停止TDMAH气体和O3气体的供给，从而完成HfO成膜工序。
[0067]此外，如图6B所示，步骤3的成膜工序是通过自氧化气体.预流动起持续进行O3气体的供给、并且在本工序中供给TDMAH气体而进行的。该成膜工序是通过将旋转台2的转速维持在6rpm、并根据需要反复进行η次在10秒期间旋转I周的成膜循环而进行的。旋转台2的旋转周数η可以根据HfO成膜工序中形成的HfO膜的膜厚的厚度来决定，例如，可以设定为I周~50周的范围内的规定的旋转周数η，也可以设定为I周~30周的范围内的规定的旋转周数η。
[0068]在步骤4中,进行氧化气体.后流动(post flow)工序。在氧化气体.后流动工序中，如图6A所示，自设置于第I处理区域Pl的反应气体喷嘴31和设置于分离区域D的分离气体喷嘴41、42供给氮气，自设置于第2处理区域P2的反应气体喷嘴32供给O3气体。在该状态下，使旋转台2旋转至少I周，将载置于旋转台2的多个晶圆W全部暴露于O3气体。由此，即使是在通过了第2处理区域P2后的位置结束了步骤3的HfO成膜工序的晶圆W，在氧化气体.后流动工序中也一定会通过第2处理区域P2，从而能在被氧化处理后的状态下结束成膜工艺。
[0069]此外，如图6B所示，在本实施方式的成膜方法的氧化气体?后流动工序中，使旋转台2在维持着转速6rpm的状态下旋转10秒,与氧化气体?预流动工序同样地使旋转台2旋转I周。如此，也可以使旋转台2的旋转周数在氧化气体.预流动工序中与氧化气体.后流动工序中相同。
[0070]如图6A所示，在步骤5中，进行待机工序。在待机工序中，自反应气体喷嘴31、32和分离气体喷嘴41、42这些所有喷嘴31、32、41、42供给氮气，使氮气充满腔室I内。然后，若待机工序持续了规定时间，就停止向腔室I的氮气的供给，并且停止旋转台2的旋转。之后，按照与向腔室I内输入晶圆W时的顺序相反的顺序，将晶圆W自腔室I内输出。从而HfO成膜工艺结束。
[0071]如图6B所示，在本实施方式的成膜方法中，在HfO成膜工序之前设置有氧化气体.预流动工序并在HfO成膜工序之后设置有氧化气体.后流动工序，并设置有只供给O3气体作为反应气体 的工序。由此，在旋转台2上沿圆周方向配置的多个晶圆W中，不会存在未暴露于O3气体就被供给TDMAH气体的晶圆W，从而能够使多个晶圆W间的成膜均匀化。
[0072]图7是作为比较例表示以往的成膜方法的一例的图。如图7所示，在以往的成膜方法中，自步骤I的待机工序直接进入步骤2的HfO成膜工序。在这里，在HfO成膜工序的开始的时间点，在使处于比第I处理区域Pl靠下游侧的分离区域D内和第2处理区域P2内的晶圆W暴露于O3气体而进行氧化处理之后进入第I处理区域Pl，但使处于位于第2处理区域P2的下游侧的分离区域D内和第I处理区域Pl内的晶圆W直接接受TDMAH气体的供给。由此，在多个晶圆W彼此之间会产生在形成了基底的氧化膜的状态下开始HfO成膜的晶圆W、以及在未形成基底的氧化I吴的状态下开始HfO成I吴的晶圆W这两种晶圆W,有可能无法进行多个晶圆W间的均匀的成膜。此外，在HfO成膜结束时，也由于直接进入到步骤3的待机工序，因此，只供给TDMAH气体，会导致产生如下的晶圆W:吸附于晶圆W的表面的TDMAH气体未被氧化而不会成为HfO膜就直接结束成膜工序。
[0073]因此，在本实施方式的成膜方法中，如图6A和图6B中所说明的那样，设有氧化气体.预流动工序和氧化气体.后流动工序，对于所有的多张晶圆W，在形成基底的氧化膜之后进行HfO成膜。由此，能够防止产生只吸附有TDMAH气体而未被氧化处理就自容器I输出的晶圆W，能够在所有的晶圆W上均匀地形成HfO膜。
[0074]此外,在图6A和图6B中，例举了将旋转台2的转速设定为6rpm、将氧化气体.预流动工序和氧化气体?后流动工序中的旋转台2的旋转周数设定为I周的例子进行了说明，但只要将氧化气体.预流动工序和氧化气体.后流动工序中的旋转台2的旋转周数设定为I周以上，就能根据用途对上述设定进行各种变更。
[0075]此外，在图6A和图6B中，例举了作为High-K膜的HfO膜的成膜工艺来进行了说明，但若根据用途对自反应气体喷嘴31供给的反应气体进行各种变更，则能形成所希望的
氧化膜。
[0076]此外，对于氧化气体，也在图6A和图6B中例举了使用了 O3气体的例子来进行了说明，但也能够使用各种氧化气体，例如也可以使用水(H2O )、氧、氧自由基等气体。
[0077]例如，也可以自设置于第I处理区域Pl的反应气体喷嘴31供给作为含有Zr的有机金属的气体的一种的四(乙基甲基氨基)锆(TEMAZ)气体，自设置于第2处理区域P2的反应气体喷嘴32供给O3气体，形成氧化锆(也可以包含ZrO、ZrO2)膜。
[0078]同样，也可以自设置于第I处理区域Pl的反应气体喷嘴31供给三甲基铝(TMA)气体，自设置于第2处理区域P2的反应气体喷嘴32供给O3气体，形成氧化铝(也可以包含Al(KAl2O3)膜。
[0079]此外，也可以自反应气体喷嘴31供给双(四甲基庚二酮酸)锶(Sr (THD)2)气体，自反应气体喷嘴32供给O3气体，形成氧化锶(SrO)膜。
[0080]同样，也可以自反应气体喷嘴31供给甲基庚二酮双四甲基庚二酮酸钛(Ti (MPD)(THD))气体，自反应气体喷嘴32供给O3气体，形成氧化钛(也可以包含Ti0、Ti02)膜。
[0081]此外，可以自反应气体喷嘴31供给作为有机氨基硅烷系材料的例如双(叔丁基氨基)硅烷(BTBAS)气体，自反应气体喷嘴32供给O3气体，形成氧化硅(也可以包含SiO、SiO2)膜。
[0082]同样，也可以自反应气体喷嘴31供给双(叔丁基氨基)硅烷(BTBAS)气体，自反应气体喷嘴32供给O3气体，形成氧化硅(SiO)膜。
[0083]如此，氧化膜所包含的元素可以是铪、锆、铝、钛、锶等金属元素，也可以是硅等半导体元素。
[0084]在这里，在图6A和图6B的说明中，举出了将氧化气体.预流动工序和氧化气体?后流动工序设定为相同的旋转台2的旋转周数、即相同工序时间的例子来进行了说明，但例如也可以设定为氧化气体.后流动工序的工序时间比氧化气体.预流动工序的工序时间长。在上述各种成膜工艺中，氧化气体.后流动工序的氧化气体的供给不仅是为了使多个晶圆W间的成膜均匀，有时也起到成膜后的膜质改善的作用。即，也有时在形成规定的氧化膜后，进一步向膜供给氧化气体，通过进行充分的氧化而使成膜后的氧化膜的膜质提高。在那样的情况下，也可以构成为如下这样的成膜工艺:给予氧化气体.后流动工序充分的时间，从而使氧化气体?后流动工序成为也兼作膜质改善工序。例如，在上述的例子中，在形成硅氧化膜的情况下，也可以构成为如下这样的成膜工艺:将旋转台2的转速设定为120rpm，将氧化气体.预流动工序设定为6秒并使旋转台2旋转12周，将氧化气体.后流动工序设定为30秒并使旋转台2旋转60周。在形成硅氧化膜的情况下，优选使氧到达膜中的硅而使反应充分地进行，通过在氧化气体?后流动工序中花费足够的时间，能够使硅氧化膜的膜质提闻。
[0085] 如此，氧化气体.预流动工序和氧化气体.后流动工序中的晶圆W的旋转周数、即在相同的转速的情况下的工序时间无需相同，能够根据用途设定适当的旋转周数或者工序时间。而且，在氧化气体.后流动工序中，也可以不仅为了均匀地供给氧化气体、还为了进行成膜后的氧化膜的膜质改善而设定旋转台2的旋转周数或者工序时间。
[0086](实施方式2)
[0087]图8A和图8B是表示本发明的实施方式2的成膜方法的一例的序列图。图8A是使用旋转台2表示实施方式2的成膜方法的一例的序列的图，图SB是采用时序图来表示实施方式2的成膜方法的一例的图。此外，在图8A中，自反应气体喷嘴31、32供给的气体与图6A不同，但其他的结构要件与图6A相同，故此对相同的结构要件标注相同的附图标记而省略其说明。
[0088]在实施方式2的成膜方法中，说明在晶圆W上形成氮化膜的例子，尤其是，例举出形成TiN膜的例子来说明。此外，因为实施方式2的成膜方法也能够使用在实施方式I的成膜方法中说明的成膜装置进行成膜，所以省略所使用的成膜装置的说明。
[0089]在实施图8A、图SB所示的成膜工艺之前，为了将晶圆W输入到腔室I内并载置于旋转台2之上，打开未图示的闸阀，利用输送臂10经由输送口 15 (图3)将晶圆W交接到旋转台2的凹部24内。反复进行该操作，从而将晶圆W分别载置于旋转台2的5个凹部24内。接着关闭闸阀，利用真空泵640将腔室I排气到所能达到的最低真空度。自该状态实施如下这样的图8A、图SB所示的成膜工艺。此外，该输入工序因为与实施方式I相同，故此省略其详细的说明。
[0090]在图8A的步骤I中，进行待机工序。在待机工序中，自分离气体喷嘴41、42以规定的流量喷出作为分离气体的氮气，也自分离气体供给管51和吹扫气体供给管72、72 (参照图1)以规定的流量喷出氮气。其他的详细内容因为与图6A相同，故此省略其说明。此外，也自反应喷嘴31、32以规定的流量喷出氮气。此外，虽然能够根据用途使旋转台2的转速在例如Irpm~240rpm的范围内可变动,但在本实施方式的成膜方法中，举出使旋转台2以240rpm的转速旋转的例子来进行说明。`
[0091]在步骤2中，进行氮化气体.预流动工序。在氮化气体.预流动工序中，自第I处理区域Pl的反应气体喷嘴31和分离气体喷嘴41、42持续供给氮气，但自第2处理区域P2的反应气体喷嘴32供给NH3气体作为氮化气体。而且，在晶圆W旋转至少I周的期间中保持该状态。此外，晶圆W自步骤I以规定的转速连续旋转，在本实施方式中，以240rpm旋转。氮化气体.预流动工序是将晶圆W的整个表面暴露于氮化气体的工艺，该工艺是在晶圆W形成较薄的氮化膜作为基底的处理。由此，对多个晶圆W分别供给NH3气体而进行氮化处理，能够使多个晶圆W成为大致相同的状态。此外，之所以使晶圆W至少旋转I周，是因为只自反应气体喷嘴32供给NH3气体，为了无论供给开始时晶圆W的位置如何都向全部多张晶圆W的表面供给NH3气体，需要最少使晶圆W旋转I周而使晶圆W必然通过反应气体喷嘴32的下方。
[0092]如图8B所示，在本实施方式的成膜方法的氮化气体.预流动中，晶圆W的转速为240rpm,在5秒期间内供给NH3。因此,在本实施方式的成膜方法的氮化气体?预流动中，使旋转台 2 旋转 240 (周)/ 60 (sec) X5 (sec) = 20 周。
[0093]在这里，NH3气体的供给，只要不是存在使氮化为最低限度这样的限制的工艺，SP使使晶圆W旋转多周也没有任何问题，因此，也可以在供给NH3气体的状态下使晶圆W如本实施方式这样旋转数十周。与此相反，在氮化气体.预流动中，可以使晶圆W只旋转0.25秒而将旋转周数设为I周，也可以使晶圆W旋转像10.5周这样的带有尾数的旋转周数。
[0094]在步骤3中，执行TiN成膜工序。在TiN膜成膜工序中，自反应气体喷嘴31向晶圆W供给TiCl4气体，自反应气体喷嘴32向晶圆W供给NH3气体。即，在TiN成膜工序中同时供给TiCl4气体和NH3气体。但是，上述气体被分离区域D分离开，几乎不会在腔室I内彼此混合。
[0095]在同时供给TiCl4气体和NH3气体时，借助旋转台2的旋转使晶圆W通过第I处理区域Pl时，TiCl4气体吸附于在步骤2中形成了较薄的氮化膜的晶圆W的表面。接着，在晶圆W通过第2处理区域P2时，吸附于晶圆W的表面的TiCl4气体被NH3气体氮化，从而在晶圆W的表面上形成TiN膜(TiN的分子层)。之后，使旋转台2只旋转规定周数直至形成具有所希望的膜厚的TiN膜。根据成膜的膜厚，旋转台2的旋转周数例如可以设定为I周~50周的范围内的规定周数，也可以设定为I周~30周的范围内的规定周数。然后，同时停止TiCl4气体和NH3气体的供给，从而完成TiN成膜工序。
[0096]此外,如图8B所示,步骤3的TiN成膜工序是通过自氮化气体.预流动起持续进行NH3气体的供给、并且在本工序中供给TiCl4气体来实施的。TiN成膜工序是通过将旋转台2的转速维持在240rpm、并根据需要反复进行η次在0.25秒期间内旋转I周的成膜循环而进行的。
[0097]在步骤4中，执彳丁氣化气体.后流动工序。在氣化气体.后流动工序中，如图8Α所示，自设置于第I处理区域Pl的反应气体喷嘴31和设置于分离区域D的分离气体喷嘴41、42供给氮气，自设置于第2处理区域Ρ2的反应气体喷嘴32供给NH3气体。在该状态下，使旋转台2至少旋转I周，将载置于旋转台2的多个晶圆W全部暴露于NH3气体。由此，SP使是在通过了第2处理区域Ρ2后的位置结束了步骤3的TiN成膜工序的晶圆W，在氮化气体.后流动工序中也一定 会通过第2处理区域Ρ2，从而能在被氮化处理后的状态下结束成膜工艺。
[0098]此外,如图8Β所示,在本实施方式的成膜方法的氮化气体?后流动工序中，使旋转台2在维持转速240rpm的状态下旋转5秒,与氮化气体.预流动工序同样，使旋转台2旋转20周。如此，也可以使氮化气体?预流动工序中的旋转台2的旋转周数与氮化气体?后流动工序中的旋转台2的旋转周数相同。
[0099]如图8A所示，在步骤5中，进行待机工序。在待机工序中，自反应气体喷嘴31、32和分离气体喷嘴41、42这些所有喷嘴31、32、41、42供给氮气，使氮气充满腔室I内。然后，若待机工序持续了处理时间，则停止向腔室I的氮气的供给，并且停止旋转台2的旋转。之后，按照与向腔室I内输入晶圆W时的顺序相反的顺序，将晶圆W自腔室I内输出。从而TiN成膜工艺结束。
[0100]如图SB所示，在本实施方式的成膜方法中，在TiN成膜工序之前设置有氮化气体.预流动工序并在TiN成膜工序之后设置有氮化气体.后流动工序，并设置有只供给NH3气体的工序。由此，在旋转台2上沿圆周方向配置的多个晶圆W中，不会存在未暴露于NH3气体就被供给TiCl4气体的晶圆W，从而能够使多个晶圆W间的成膜均匀化。
[0101]即，在本实施方式的成膜方法中，如在图8A和图SB中所说明的那样，设有氮化气体.预流动工序和氮化气体.后流动工序，对于全部多张晶圆W，能够在形成基底的氮化膜之后进行TiN成膜，并且能够防止产生只吸附有TiCl4气体而未被氮化处理就被输出的晶圆W，能够在所有的晶圆W上均匀地形成TiN膜。
[0102]此外，在图8A和图8B中，例举将旋转台2的转速设定为240rpm、将氮化气体.预流动工序和氮化气体.后流动工序中的旋转台2的旋转周数设定为20周的例子进行了说明，但只要将氮化气体.预流动工序和氮化气体.后流动工序中的旋转台2的旋转周数设定为I周以上，就能根据用途对上述设定进行各种变更。例如，可以将旋转台2的转速设定为 120rpm。
[0103]此外，图8A和图SB所示的成膜工艺也能够用于其他的氮化膜的成膜，例如，也可以将自第I处理区域Pl供给的气体设定为TDMAH气体、并将自第2处理区域P2的反应气体喷嘴32供给的气体设定为NH3气体而形成HfN膜。
[0104]同样，也可以自设置于第I处理区域Pl的反应气体喷嘴31供给作为含有Zr的有机金属的气体的一种的四(乙基甲基氨基)锆(TEMAZ)气体、并自设置于第2处理区域P2的反应气体喷嘴32供给NH3气体而形成氮化锆(ZrN)膜。
[0105]同样，也可以自设置于第I处理区域Pl的反应气体喷嘴31供给三甲基铝(TMA)气体、并自设置于第2处理区域P2的反应气体喷嘴32供给NH3气体而形成氮化铝(AlN)膜。
[0106]此外，也可以自反应气体喷嘴31供给双(四甲基庚二酮酸)锶(Sr (THD)2)气体、并自反应气体喷嘴32供给NH3气体而形成二氮化三锶(N2Sr3)膜。
[0107]此外，也可以自反应气体喷嘴31供给双(叔丁基氨基)硅烷(BTBAS)气体、并自反应气体喷嘴32供给NH3气体而形成氮化硅(SiN)膜。
[0108]同样，也可以自反应气体喷嘴31供给有机氨基硅烷系材料、例如双(叔丁基氨基)硅烷(BTBAS)气体、无机材料、例如二氯二氢硅(SiH2Cl2)等、并自反应气体喷嘴32供给NH3气体而形成氮化硅(也可以包含Si3N4)膜。
[0109]如此，在实施方式2的成膜方法中，能够形成含有各种元素的氮化膜。例如，氮化膜所包含的元素可以是铪、锆、铝、钛、锶等金属元素，也可以是硅等半导体元素。
[0110]如此，采用实施方式2的成膜方法，能够在多个晶圆W上均匀地形成氮化膜。
[0111]以上，所进行的成膜方法的说明以进行详尽说明而促进对实施例的理解、并且有助于使技术进一步提高的方式进行了记载。因此，实施方式所示的要件并不对成膜方法产生限定。此外，实施方式中的例示并不是要表示其优点缺点。虽然记载了成膜方法，但在不脱离发明的宗旨的范围内能够进行各种各样的变更、置换以及改变。
[0112]附图标记说明
[0113]1、腔室；2、 旋转台；4、凸状部；11、顶板；12、容器主体；15、输送口 ；24、凹部(晶圆载置部)；31、32、反应气体喷嘴；41、42、分离气体喷嘴；D、分离区域；P1、第I处理区域；P2、第2处理区域；H、分离空间；W、晶圆。
【权利要求】
1.一种成膜方法，在该成膜方法中使用成膜装置在多个基板上形成含有规定元素的氧化膜，该成膜装置包括: 旋转台，其能旋转地收容于腔室内，具有能够将多个基板载置于上表面的载置部； 第I处理区域，其被划分在上述旋转台的上述上表面的上方，具有用于向上述旋转台的上述上表面供给气体的第I气体供给部； 第2处理区域，其配置为沿着上述旋转台的周向与上述第I处理区域分开，具有用于向上述旋转台的上述上表面供给气体的第2气体供给部；以及 分离区域，其设置于上述第I处理区域和上述第2处理区域之间，具有分离气体供给部和顶面，该分离气体供给部用于向上述旋转台的上述上表面供给分离气体，该顶面与上述旋转台的上述上表面之间形成有用于将来自该分离气体供给部的上述分离气体向上述第I处理区域和上述第2处理区域引导的狭窄的空间，其中，该成膜方法包括以下工序: 第I工序:在自上述第I气体供给部和上述分离气体供给部供给上述分离气体、自上述第2气体供给部供给氧化气体的状态下，使上述旋转台旋转至少一周； 第2工序:在自上述第I气体供给部供给含有上述规定的元素的反应气体、自上述第2气体供给部供给上述氧化气体、自上述分离气体供给部供给上述分离气体的状态下，使上述旋转台旋转规定周数，从而在上述基板上形成含有上述规定的元素的氧化膜；以及 第3工序:在自上述第I气体供给部和上述分离气体供给部供给上述分离气体、自上述第2气体供给部供给上述氧化气体的状态下，使上述旋转台旋转至少一周。
2.根据权利要求1所述的成膜方法，其中， 上述规定周数是形成所希望的膜厚的、含有上述规定的元素的氧化膜所需的旋转周数。
3.根据权利要求1所述的成膜方法，其中， 上述氧化气体是臭氧气体。
4.根据权利要求1所述的成膜方法，其中， 上述规定的元素是金属元素或者半导体元素。
5.根据权利要求4所述的成膜方法，其中， 上述金属元素是铪、锆、铝、钛、锶中的任意一种， 上述半导体元素是硅。
6.根据权利要求1所述的成膜方法，其中， 上述分离气体是非活性气体。
7.根据权利要求1所述的成膜方法，其中， 进行上述第3工序的时间比进行上述第I工序的时间长。
8.根据权利要求1所述的成膜方法，其中， 该成膜方法还具有如下的工序: 在上述第I工序之前以及上述第3工序之后，在自上述第I气体供给部供给非活性气体、并且自上述第2气体供给部和上述分离气体供给部供给上述分离气体的状态下，使上述旋转台旋转。
9.根据权利要求8所述的成膜方法，其中， 上述非活性气体与上述分离气体是相同的气体。
10.一种成膜方法，在该成膜方法中采用成膜装置在多个基板上形成含有规定元素的氮化膜，该成膜装置包括: 旋转台，其能旋转地收容于腔室内，具有能够将多个基板载置于上表面的载置部； 第I处理区域，其被划分在上述旋转台的上述上表面的上方，具有用于向上述旋转台的上述上表面供给气体的第I气体供给部； 第2处理区域，其配置为沿着上述旋转台的周向与上述第I处理区域分开，具有用于向上述旋转台的上述上表面供给气体的第2气体供给部；以及 分离区域，其设置于上述第I处理区域和上述第2处理区域之间，具有分离气体供给部和顶面，该分离气体供给部用于向上述旋转台的上述上表面供给分离气体，该顶面与上述旋转台的上述上表面之间形成有用于将来自该分离气体供给部的上述分离气体向上述第I处理区域和上述第2处理区域引导的狭窄的空间，其中，该成膜方法包括如下工序: 第I工序:在自上述第I气体供给部和上述分离气体供给部供给上述分离气体、自上述第2气体供给部供给氮化气体的状态下，使上述旋转台旋转至少一周； 第2工序:在自上述第I气体供给部供给含有上述规定的元素的反应气体、自上述第2气体供给部供给上述氮化气体、自上述分离气体供给部供给上述分离气体的状态下，使上述旋转台旋转规定周数，从而在上述基板上形成含有上述规定的元素的氮化膜；以及 第3工序:在自上述第I气体供给部和上述分离气体供给部供给上述分离气体、自上述第2气体供给部供给上述氮化气体的状态下，使上述旋转台旋转至少一周。
11.根据权利要求10所述的成膜方法，其中， 上述规定周数是形成所希望的膜厚的、`含有上述规定的元素的氮化膜所需的旋转周数。
12.根据权利要求10所述的成膜方法，其中， 上述氮化气体是氨气。
13.根据权利要求10所述的成膜方法，其中， 上述规定的元素是金属元素或者半导体元素。
14.根据权利要求13所述的成膜方法，其中， 上述金属元素是铪、锆、铝、钛、锶中的任意一种， 上述半导体元素是硅。
15.根据权利要求10所述的成膜方法，其中， 上述分离气体是氮气。
16.根据权利要求10所述的成膜方法，其中， 该成膜方法还具有以下的工序: 在上述第I工序之前以及上述第3工序之后，自上述第I气体供给部供给非活性气体、并且自上述第2气体供给部和上述分离气体供给部供给上述分离气体的状态下，使上述旋转台旋转。
17.根据权利要求16所述的成膜方法，其中， 上述非活性气体与上述分离气体是相同的气体。
【文档编号】H01L21/31GK103882411SQ201310713574
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年12月20日 优先权日:2012年12月21日
【发明者】小川淳 申请人:东京毅力科创株式会社
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